JP4449818B2 - Catalyst deterioration judgment device - Google Patents

Catalyst deterioration judgment device Download PDF

Info

Publication number
JP4449818B2
JP4449818B2 JP2005142319A JP2005142319A JP4449818B2 JP 4449818 B2 JP4449818 B2 JP 4449818B2 JP 2005142319 A JP2005142319 A JP 2005142319A JP 2005142319 A JP2005142319 A JP 2005142319A JP 4449818 B2 JP4449818 B2 JP 4449818B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
fuel ratio
air
fuel
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005142319A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006316752A (en
Inventor
孝彦 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2005142319A priority Critical patent/JP4449818B2/en
Priority to US11/432,404 priority patent/US8074441B2/en
Publication of JP2006316752A publication Critical patent/JP2006316752A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4449818B2 publication Critical patent/JP4449818B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02Catalytic activity of catalytic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228Warning displays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0816Oxygen storage capacity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493Details
    • F02D41/1495Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置に関する。   The present invention relates to a catalyst deterioration determination device that determines deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine.

内燃機関の排気通路に設けられた触媒の酸素吸蔵能(OSC:Oxygen Storage Capacity)を算出し、算出した酸素吸蔵能に基づいて触媒の劣化判定を行う装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この装置によれば、空燃比の制御目標値(以下「目標空燃比」という。)を燃料リッチ側(又は燃料リーン側)から燃料リーン側(又は燃料リッチ側)に変化させてから触媒下流の酸素センサの出力が反転するまでの時間に触媒に流入する排気ガスの酸素過剰量又は酸素不足量(以下「酸素過不足量」という。)を算出することで、触媒の酸素吸蔵能が算出される。   There is known an apparatus that calculates the oxygen storage capacity (OSC: Oxygen Storage Capacity) of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and determines the deterioration of the catalyst based on the calculated oxygen storage capacity (for example, Patent Documents). 1). According to this device, the control target value of the air-fuel ratio (hereinafter referred to as “target air-fuel ratio”) is changed from the fuel rich side (or fuel lean side) to the fuel lean side (or fuel rich side) and then downstream of the catalyst. By calculating the oxygen excess or oxygen deficiency (hereinafter referred to as “oxygen excess / deficiency”) of the exhaust gas flowing into the catalyst during the time until the output of the oxygen sensor is reversed, the oxygen storage capacity of the catalyst is calculated. The

特開平6−159048号公報JP-A-6-159048 特開平6−129285号公報JP-A-6-129285 特開平5−312025号公報JP-A-5-312025

しかしながら、触媒の劣化が進行すると、触媒の中央から後部において酸素吸放出反応が十分に進行する前に、酸素センサの出力が反転する事態が生じ得る。
図14は、触媒の酸素吸蔵反応に伴う温度変化を示す図である。図14(A)は目標空燃比の設定状態を示す図であり、図14(B)は酸素センサ出力の変化を示す図である。図14(C),(D),(E)は、それぞれ触媒の前部,中央,後部の温度変化を示す図である。
図14(A)に示すように目標空燃比を燃料リッチ側の値13.8から燃料リーン側の値15.2に変化させると、触媒において酸素吸蔵反応が進行する。触媒における酸素吸蔵反応は発熱反応である。このため、触媒の前部から後部に酸素吸蔵反応が進行するにつれて、先ず、図14(C)に示すように触媒前部で温度上昇ピーク(以下「ピーク」と略する。)P1が生じ、次に、図14(D)に示すように触媒中央でピークP2が生じ、その後、図14(E)に示すように触媒後部でピークP3が生じる。よって、これらのピークP1〜P3に基づいて、触媒のどの部分まで酸素吸蔵反応が進行しているかを把握することができる。
図14(E)に示すように、酸素センサ出力の反転時刻trにおいて、触媒の後部でピークP3は生じていない。よって、触媒の後端まで酸素吸蔵反応が進行する前に、酸素センサ出力が反転していることが分かる。この場合、触媒全体の酸素吸蔵能を算出することができない。
よって、触媒の酸素吸蔵能に基づいて触媒の劣化判定を行う方法では、触媒の劣化判定を精度良く行うことができない。また、劣化度合が大きい触媒を精度良く検出することができない。
However, when the deterioration of the catalyst proceeds, there may occur a situation where the output of the oxygen sensor is reversed before the oxygen absorption / release reaction proceeds sufficiently from the center to the rear of the catalyst.
FIG. 14 is a diagram showing a temperature change associated with the oxygen storage reaction of the catalyst. FIG. 14A is a diagram showing a set state of the target air-fuel ratio, and FIG. 14B is a diagram showing a change in the oxygen sensor output. FIGS. 14C, 14D, and 14E are diagrams showing temperature changes at the front, center, and rear of the catalyst, respectively.
As shown in FIG. 14A, when the target air-fuel ratio is changed from the fuel rich value 13.8 to the fuel lean value 15.2, the oxygen storage reaction proceeds in the catalyst. The oxygen storage reaction in the catalyst is an exothermic reaction. For this reason, as the oxygen storage reaction proceeds from the front to the rear of the catalyst, first, as shown in FIG. 14C, a temperature rise peak (hereinafter abbreviated as “peak”) P1 occurs at the front of the catalyst. Next, as shown in FIG. 14 (D), a peak P2 occurs at the center of the catalyst, and thereafter, a peak P3 occurs at the rear of the catalyst as shown in FIG. 14 (E). Therefore, based on these peaks P1 to P3, it is possible to grasp to which part of the catalyst the oxygen storage reaction has proceeded.
As shown in FIG. 14E, the peak P3 does not occur at the rear portion of the catalyst at the reversal time tr of the oxygen sensor output. Therefore, it can be seen that the oxygen sensor output is reversed before the oxygen storage reaction proceeds to the rear end of the catalyst. In this case, the oxygen storage capacity of the entire catalyst cannot be calculated.
Therefore, the method for determining the deterioration of the catalyst based on the oxygen storage capacity of the catalyst cannot accurately determine the deterioration of the catalyst. Further, it is impossible to accurately detect a catalyst having a high degree of deterioration.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、触媒の酸素吸蔵能に基づかないで、触媒の劣化判定を高い精度で行うことを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to determine the deterioration of a catalyst with high accuracy without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段と、
前記目標空燃比の変動開始から所定時間が経過するまでに、前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リーン側であると検出された場合に前記触媒が劣化していると判定する触媒劣化判定手段とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
An air-fuel ratio control means for changing the target air-fuel ratio alternately between the fuel rich side and the fuel lean side in a cycle shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of a normal catalyst fails;
Catalyst deterioration determination means for determining that the catalyst has deteriorated when the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio is on the fuel lean side before a predetermined time elapses after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio; It is characterized by having.

また、第2の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段であって、該目標空燃比の変動開始から所定時間を経過した後に、該目標空燃比の変動幅を徐々に小さく変更する空燃比制御手段と、
前記変動幅の変更を開始してから前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化したと検出されるまでの間に、前記内燃機関に吸入された空気量を演算する吸入空気量演算手段と、
前記吸入空気量演算手段により演算された空気量に基づいて、前記触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段とを備えたことを特徴とする。
The second invention is a catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
An air-fuel ratio control means for changing the target air-fuel ratio of the exhaust gas alternately between the fuel-rich side and the fuel-lean side at a cycle shorter than the cycle at which the oxygen storage capacity of a normal catalyst fails, Air-fuel ratio control means for gradually changing the fluctuation range of the target air-fuel ratio after a predetermined time has elapsed from the start of fluctuation;
Intake air for calculating the amount of air taken into the internal combustion engine after the change of the fluctuation range is started and until the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio has changed from the fuel rich side to the fuel lean side A quantity calculation means;
And a catalyst deterioration determining means for determining deterioration of the catalyst based on the air amount calculated by the intake air amount calculating means.

また、第3の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段であって、該目標空燃比の変動開始から所定時間を経過した後に、該目標空燃比の変動幅を徐々に大きく変更する空燃比制御手段と、
前記変動幅の変更を開始してから前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リーン側から燃料リッチ側に変化したと検出されるまでの間に、内燃機関に吸入された空気量を演算する吸入空気量演算手段と、
前記吸入空気量演算手段により演算された空気量に基づいて、前記触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段とを備えたことを特徴とする。
A third invention is a catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
An air-fuel ratio control means for changing the target air-fuel ratio of the exhaust gas alternately between the fuel-rich side and the fuel-lean side at a cycle shorter than the cycle at which the oxygen storage capacity of a normal catalyst fails, An air-fuel ratio control means for gradually changing the fluctuation range of the target air-fuel ratio after a predetermined time has elapsed from the start of the fluctuation;
Intake air amount for calculating the amount of air taken into the internal combustion engine after the start of change of the fluctuation range until the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio has changed from the fuel lean side to the fuel rich side Computing means;
And a catalyst deterioration determining means for determining deterioration of the catalyst based on the air amount calculated by the intake air amount calculating means.

また、第4の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段であって、該目標空燃比の変動開始から所定時間を経過した後に、該目標空燃比の変動周期を徐々に小さく変更する空燃比制御手段と、
前記変動周期の変更を開始してから前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化したと検出されるまでの間に、前記内燃機関に吸入された空気量を演算する吸入空気量演算手段と、
前記吸入空気量演算手段により演算された空気量に基づいて、前記触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段とを備えたことを特徴とする。
A fourth invention is a catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
An air-fuel ratio control means for changing the target air-fuel ratio of the exhaust gas alternately between the fuel-rich side and the fuel-lean side at a cycle shorter than the cycle at which the oxygen storage capacity of a normal catalyst fails, Air-fuel ratio control means for gradually changing the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio after a predetermined time has elapsed from the start of fluctuation;
Intake air for calculating the amount of air taken into the internal combustion engine between the start of change of the fluctuation period and the time when the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio has changed from the fuel rich side to the fuel lean side A quantity calculation means;
And a catalyst deterioration determining means for determining deterioration of the catalyst based on the air amount calculated by the intake air amount calculating means.

また、第5の発明は、内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段であって、該目標空燃比の変動開始から所定時間を経過した後に、該目標空燃比の変動周期を徐々に大きく変更する空燃比制御手段と、
前記変動周期の変更を開始してから前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リーン側から燃料リッチ側に変化したと検出されるまでの間に、前記内燃機関に吸入された空気量を演算する吸入空気量演算手段と、
前記吸入空気量演算手段により演算された空気量に基づいて、前記触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段とを備えたことを特徴とする。
The fifth invention is a catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
An air-fuel ratio control means for changing the target air-fuel ratio of the exhaust gas alternately between the fuel-rich side and the fuel-lean side at a cycle shorter than the cycle at which the oxygen storage capacity of a normal catalyst fails, An air-fuel ratio control means for gradually changing the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio after a predetermined time has elapsed from the start of the fluctuation;
Intake air for calculating the amount of air sucked into the internal combustion engine after the change of the fluctuation period is started and until the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio has changed from the fuel lean side to the fuel rich side A quantity calculation means;
And a catalyst deterioration determining means for determining deterioration of the catalyst based on the air amount calculated by the intake air amount calculating means.

また、第6の発明は、第2又は第4の発明において、前記触媒劣化判定手段は、前記吸入空気量演算手段により演算された空気量が少ない場合に、該空気量が多い場合に比べて前記触媒の劣化度合が大きいと判定するものであることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the invention, in the second or fourth aspect of the invention, the catalyst deterioration determining means is configured such that when the amount of air calculated by the intake air amount calculating means is small, the amount of air is large. It is determined that the degree of deterioration of the catalyst is large.

また、第7の発明は、第3又は第5の発明において、前記触媒劣化判定手段は、前記吸入空気量演算手段により演算された空気量が多い場合に、該空気量が少ない場合に比べて前記触媒の劣化度合が大きいと判定するものであることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the invention, in the third or fifth aspect of the invention, the catalyst deterioration determining means has a larger amount of air calculated by the intake air amount calculating means than when the amount of air is small. It is determined that the degree of deterioration of the catalyst is large.

また、第8の発明は、第2、第4又は第6の発明において、前記触媒劣化判定手段は、前記変動幅又は変動周期の変更を開始してから所定時間経過後に、前記排気ガスセンサにより検出された空燃比が燃料リッチ側である場合には、前記触媒の劣化度合は小さいと判定するものであることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the second, fourth or sixth aspect, the catalyst deterioration determining means is detected by the exhaust gas sensor after a predetermined time has elapsed since the change of the fluctuation range or fluctuation period was started. When the air-fuel ratio is on the fuel rich side, it is determined that the degree of deterioration of the catalyst is small.

また、第9の発明は、第3、第5又は第7の発明において、前記触媒劣化判定手段は、前記変動幅又は変動周期の変更を開始してから所定時間経過後に、前記排気ガスセンサにより検出された空燃比が燃料リーン側である場合には、前記触媒の劣化度合は大きいと判定するものであることを特徴とする。   According to a ninth invention, in the third, fifth, or seventh invention, the catalyst deterioration determination means is detected by the exhaust gas sensor after a predetermined time has elapsed since the change of the fluctuation range or fluctuation period was started. When the air-fuel ratio is on the fuel lean side, it is determined that the degree of deterioration of the catalyst is large.

また、第10の発明は、第1から第9の何れかの発明において、前記空燃比制御手段は、理論空燃比よりも燃料リッチ側の値を中心として前記目標空燃比を変動させるものであることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the air-fuel ratio control means varies the target air-fuel ratio centering on a value on the fuel rich side with respect to the theoretical air-fuel ratio. It is characterized by that.

また、第11の発明は、第1から第10の何れかの発明において、前記空燃比制御手段は、前記内燃機関に吸入される空気量が所定値以下である場合に、前記目標空燃比を変動させるものであることを特徴とする。   In an eleventh aspect based on any one of the first to tenth aspects, the air-fuel ratio control means sets the target air-fuel ratio when the amount of air sucked into the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined value. It is characterized by being varied.

第1の発明によれば、短周期で目標空燃比を変動させることにより、劣化触媒では酸素吸蔵反応のみが見かけ上進行するような環境が作り出される。よって、目標空燃比の変動開始から所定時間が経過するまでに、排気ガスセンサにより空燃比が燃料リーン側であると検出されれば、触媒が劣化していると判定することができる。従って、触媒の酸素吸蔵能に基づかないで、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。   According to the first invention, by changing the target air-fuel ratio in a short cycle, an environment is created in which only the oxygen storage reaction apparently proceeds in the deteriorated catalyst. Therefore, if the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio is on the fuel lean side before the predetermined time elapses from the start of the change in the target air-fuel ratio, it can be determined that the catalyst has deteriorated. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst.

第2の発明によれば、目標空燃比の変動幅を徐々に小さくすることにより、触媒における酸素放出反応が起こりにくい環境が作り出される。このような環境において触媒下流の空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化した時点を排気ガスセンサにより検出し、この時点までの吸入空気量を演算し、演算した吸入空気量に基づいて触媒の劣化判定を行うことができる。よって、触媒の酸素吸蔵能に基づかないで、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。   According to the second invention, by gradually reducing the fluctuation range of the target air-fuel ratio, an environment in which the oxygen release reaction in the catalyst hardly occurs is created. In such an environment, the time when the air-fuel ratio downstream of the catalyst changes from the fuel rich side to the fuel lean side is detected by the exhaust gas sensor, the amount of intake air up to this point is calculated, and the catalyst air flow is calculated based on the calculated amount of intake air. Deterioration determination can be performed. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst.

第3の発明によれば、目標空燃比の変動幅を徐々に大きくすることにより、触媒における酸素放出反応が起こりやすい環境が作り出される。このような環境において触媒下流の空燃比が燃料リーン側から燃料リッチ側に変化した時点を排気ガスセンサにより検出し、この時点までの吸入空気量を演算し、演算した吸入空気量に基づいて触媒の劣化判定を行うことができる。よって、触媒の酸素吸蔵能に基づかないで、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。   According to the third invention, by gradually increasing the fluctuation range of the target air-fuel ratio, an environment in which an oxygen release reaction is likely to occur in the catalyst is created. In such an environment, the exhaust gas sensor detects when the air-fuel ratio downstream of the catalyst changes from the fuel lean side to the fuel rich side, calculates the intake air amount up to this point, and based on the calculated intake air amount, Deterioration determination can be performed. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst.

第4の発明によれば、目標空燃比の変動周期を徐々に小さくすることにより、触媒における酸素放出反応が起こりにくい環境が作り出される。このような環境において触媒下流の空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化した時点を排気ガスセンサにより検出し、この時点までの吸入空気量を演算し、演算した吸入空気量に基づいて触媒の劣化判定を行うことができる。よって、触媒の酸素吸蔵能に基づかないで、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, an environment in which the oxygen release reaction hardly occurs in the catalyst is created by gradually reducing the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio. In such an environment, the time when the air-fuel ratio downstream of the catalyst changes from the fuel rich side to the fuel lean side is detected by the exhaust gas sensor, the amount of intake air up to this point is calculated, and the catalyst air flow is calculated based on the calculated amount of intake air. Deterioration determination can be performed. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst.

第5の発明によれば、目標空燃比の変動周期を徐々に大きくすることにより、触媒における酸素放出反応が起こりやすい環境が作り出される。このような環境において触媒下流の空燃比が燃料リーン側から燃料リッチ側に変化した時点を排気ガスセンサにより検出し、この時点までの吸入空気量を演算し、演算した吸入空気量に基づいて触媒の劣化判定を行うことができる。よって、触媒の酸素吸蔵能に基づかないで、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。   According to the fifth aspect of the invention, by gradually increasing the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio, an environment in which an oxygen release reaction is likely to occur in the catalyst is created. In such an environment, the exhaust gas sensor detects when the air-fuel ratio downstream of the catalyst changes from the fuel lean side to the fuel rich side, calculates the intake air amount up to this point, and based on the calculated intake air amount, Deterioration determination can be performed. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst.

第6及び第7の発明によれば、吸入空気量演算手段により演算された吸入空気量に基づいて触媒の劣化度合を精度良く判定することができる。   According to the sixth and seventh aspects, it is possible to accurately determine the degree of deterioration of the catalyst based on the intake air amount calculated by the intake air amount calculating means.

第8の発明によれば、変動幅又は変動周期の変更開始から所定時間経過しても、排気ガスセンサにより検出される空燃比が燃料リッチ側である場合には、触媒の劣化度合は小さいとみなすことができる。よって、空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化するまで待つことなく、触媒の劣化度合を判定することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, if the air-fuel ratio detected by the exhaust gas sensor is on the fuel rich side even after a predetermined time has elapsed from the start of changing the fluctuation range or fluctuation period, the degree of deterioration of the catalyst is regarded as small. be able to. Therefore, the degree of deterioration of the catalyst can be determined without waiting for the air-fuel ratio to change from the fuel rich side to the fuel lean side.

第9の発明によれば、変動幅又は変動周期の変更開始から所定時間経過しても、排気ガスセンサにより検出される空燃比が燃料リーン側である場合には、触媒の劣化度合は大きいとみなすことができる。よって、空燃比が燃料リーン側から燃料リッチ側に変化するまで待つことなく、触媒の劣化度合を判定することができる。   According to the ninth aspect of the present invention, if the air-fuel ratio detected by the exhaust gas sensor is on the fuel lean side even after a predetermined time has elapsed from the start of changing the fluctuation range or fluctuation period, the degree of deterioration of the catalyst is considered large. be able to. Therefore, the degree of deterioration of the catalyst can be determined without waiting until the air-fuel ratio changes from the fuel lean side to the fuel rich side.

第10の発明によれば、理論空燃比よりも燃料リッチ側の値を中心として目標空燃比の変動が行われる。正常触媒でも、酸素吸蔵反応よりも酸素放出反応の反応速度が若干小さい傾向がある。このため、正常触媒の場合でも、目標空燃比の変動開始後に排気ガスセンサにより検出される空燃比が燃料リーン側になる可能性がある。目標空燃比の変動中心を燃料リッチ側とすることにより、正常触媒の場合には触媒下流の空燃比を確実に燃料リッチ側とすることができる。よって、触媒の劣化判定を更に精度良く行うことができる。   According to the tenth aspect of the invention, the target air-fuel ratio is changed around the fuel rich side value from the theoretical air-fuel ratio. Even with a normal catalyst, the reaction rate of the oxygen release reaction tends to be slightly lower than that of the oxygen storage reaction. For this reason, even in the case of a normal catalyst, the air-fuel ratio detected by the exhaust gas sensor after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio may be on the fuel lean side. By setting the fluctuation center of the target air-fuel ratio to the fuel-rich side, the air-fuel ratio downstream of the catalyst can be reliably set to the fuel-rich side in the case of a normal catalyst. Therefore, the deterioration determination of the catalyst can be performed with higher accuracy.

第11の発明によれば、内燃機関の吸入空気量が所定値以下の場合に、目標空燃比の変動が行われる。内燃機関の吸入空気量が少ない場合には、触媒に流入する排気ガス量が少なくなるのに伴い、触媒に流入する還元ガスの量も少なくなる。これにより、触媒において酸素放出反応が起こりにくい環境にすることができ、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。   According to the eleventh aspect, the target air-fuel ratio is changed when the intake air amount of the internal combustion engine is equal to or smaller than a predetermined value. When the amount of intake air in the internal combustion engine is small, the amount of reducing gas flowing into the catalyst decreases as the amount of exhaust gas flowing into the catalyst decreases. As a result, an environment in which the oxygen releasing reaction hardly occurs in the catalyst can be obtained, and the deterioration of the catalyst can be accurately determined.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1による内燃機関システムの構成を示す概略図である。本実施の形態1で説明する内燃機関システムは複数の気筒を有しているが、図1にはそのうちの一気筒のみを示している。
図1に示すように、本実施の形態1のシステムは、内部にピストン2を有するシリンダブロック4を備えている。シリンダブロック4には水温センサ6が設けられている。水温センサ6は、冷却水温を検出するように構成されている。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an internal combustion engine system according to Embodiment 1 of the present invention. Although the internal combustion engine system described in the first embodiment has a plurality of cylinders, only one of them is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the system according to the first embodiment includes a cylinder block 4 having a piston 2 therein. The cylinder block 4 is provided with a water temperature sensor 6. The water temperature sensor 6 is configured to detect the cooling water temperature.

シリンダブロック4の上部にはシリンダヘッド8が組み付けられている。ピストン2上面からシリンダヘッド8までの空間は燃焼室10を形成している。また、シリンダヘッド8には、燃焼室10内の混合気に点火する点火プラグ12が設けられている。   A cylinder head 8 is assembled to the upper part of the cylinder block 4. A space from the upper surface of the piston 2 to the cylinder head 8 forms a combustion chamber 10. The cylinder head 8 is provided with a spark plug 12 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 10.

また、シリンダヘッド8は、燃焼室10と連通する吸気ポート14を備えている。吸気ポート14と燃焼室10との接続部には吸気バルブ16が設けられている。吸気ポート14には吸気通路20が接続されている。吸気ポート14近傍には、該近傍に燃料を噴射するインジェクタ18が設けられている。吸気通路20の上流端にはエアクリーナ22が設けられている。吸気通路20におけるエアクリーナ22の下流には、エアフロメータ24が設けられている。エアフロメータ24は吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ24の下流にはスロットルバルブ26が設けられている。スロットルバルブ26の近傍には、スロットルセンサ27が設けられている。スロットルセンサ27は、スロットル開度TAを検出するように構成されている。スロットルバルブ26の下流にはサージタンク28が設けられている。   Further, the cylinder head 8 includes an intake port 14 that communicates with the combustion chamber 10. An intake valve 16 is provided at a connection portion between the intake port 14 and the combustion chamber 10. An intake passage 20 is connected to the intake port 14. In the vicinity of the intake port 14, an injector 18 for injecting fuel is provided in the vicinity. An air cleaner 22 is provided at the upstream end of the intake passage 20. An air flow meter 24 is provided downstream of the air cleaner 22 in the intake passage 20. The air flow meter 24 is configured to detect the intake air amount Ga. A throttle valve 26 is provided downstream of the air flow meter 24. A throttle sensor 27 is provided in the vicinity of the throttle valve 26. The throttle sensor 27 is configured to detect the throttle opening degree TA. A surge tank 28 is provided downstream of the throttle valve 26.

また、シリンダヘッド8は、燃焼室10と連通する排気ポート30を備えている。排気ポート30と燃焼室10との接続部には排気バルブ32が設けられている。排気ポート30には排気通路34が接続されている。排気通路34には、触媒38が設けられている。触媒38は、燃焼室10から排出される排気ガスを浄化するように構成されている。排気通路34における触媒38の上流には、空燃比センサ36が設けられている。空燃比センサ36は、排気空燃比を検出するように構成されている。触媒38の下流には、酸素センサ40が設けられている。酸素センサ40は、空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じて出力信号を反転するように構成されている。触媒38には、該触媒38の温度を検出する触媒温度センサ42が設けられている。   The cylinder head 8 includes an exhaust port 30 that communicates with the combustion chamber 10. An exhaust valve 32 is provided at the connection between the exhaust port 30 and the combustion chamber 10. An exhaust passage 34 is connected to the exhaust port 30. A catalyst 38 is provided in the exhaust passage 34. The catalyst 38 is configured to purify exhaust gas discharged from the combustion chamber 10. An air-fuel ratio sensor 36 is provided upstream of the catalyst 38 in the exhaust passage 34. The air-fuel ratio sensor 36 is configured to detect the exhaust air-fuel ratio. An oxygen sensor 40 is provided downstream of the catalyst 38. The oxygen sensor 40 is configured to invert the output signal depending on whether the air-fuel ratio is rich or lean. The catalyst 38 is provided with a catalyst temperature sensor 42 that detects the temperature of the catalyst 38.

また、本実施の形態1のシステムは、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50の出力側には、点火プラグ12、インジェクタ18、スロットルバルブ26等が接続されている。ECU50の入力側には、水温センサ6、エアフロメータ24、スロットルセンサ27、空燃比センサ36、酸素センサ40、触媒温度センサ42のほか、クランク角センサ44が接続されている。クランク角センサ44は、クランク軸46の回転角度を検出するように構成されている。ECU50は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関全体の制御を実行する。
また、ECU50は、水温センサ6の出力に基づいて、内燃機関の暖機が完了しているか否かを判別する。また、ECU50は、触媒温度センサ42の出力に基づいて、触媒38の暖機が完了しているか否かを判別する。
また、ECU50は、クランク角センサ44の出力に基づいて、機関回転数NEを算出する。
また、ECU50は、定常運転か否かを判定する。定常運転か否かは、例えば、吸入空気量Ga、機関回転数NE、スロットル開度TA、アクセル開度等のパラメータにより、判定することができる。
また、ECU50は、後述するように、目標空燃比を制御し、そのときの酸素センサ40の出力(以下「酸素センサ出力」という。)に基づいて触媒38の劣化判定を行う。
Further, the system of the first embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50 as a control device. A spark plug 12, an injector 18, a throttle valve 26, and the like are connected to the output side of the ECU 50. In addition to the water temperature sensor 6, the air flow meter 24, the throttle sensor 27, the air-fuel ratio sensor 36, the oxygen sensor 40, and the catalyst temperature sensor 42, a crank angle sensor 44 is connected to the input side of the ECU 50. The crank angle sensor 44 is configured to detect the rotation angle of the crankshaft 46. The ECU 50 performs overall control of the internal combustion engine such as fuel injection control and ignition timing control based on the output of each sensor.
Further, the ECU 50 determines based on the output of the water temperature sensor 6 whether or not the internal combustion engine has been warmed up. Further, the ECU 50 determines whether or not the warming-up of the catalyst 38 has been completed based on the output of the catalyst temperature sensor 42.
Further, the ECU 50 calculates the engine speed NE based on the output of the crank angle sensor 44.
Moreover, ECU50 determines whether it is a steady operation. Whether the operation is steady or not can be determined by parameters such as the intake air amount Ga, the engine speed NE, the throttle opening TA, the accelerator opening, and the like.
Further, as will be described later, the ECU 50 controls the target air-fuel ratio and determines the deterioration of the catalyst 38 based on the output of the oxygen sensor 40 (hereinafter referred to as “oxygen sensor output”) at that time.

[実施の形態1の特徴]
図2は、触媒における酸素吸蔵反応及び酸素放出反応を示す概念図である。図2に示すように、触媒38に燃料リーンな排気ガスが流入すると、この排気ガス中の過剰な酸素が触媒担体(例えば、Pt,Pd,Rh,Ceのような貴金属により構成される)38aにより吸蔵される。一方、触媒38に燃料リッチな排気ガス、つまり、還元ガス(例えば、CO,HC)が流入すると、この還元ガスは触媒担体38aから放出された酸素により酸化され、CO又はHOとして排出される。
[Features of Embodiment 1]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an oxygen storage reaction and an oxygen release reaction in a catalyst. As shown in FIG. 2, when a fuel-lean exhaust gas flows into the catalyst 38, excess oxygen in the exhaust gas is composed of a catalyst carrier (for example, a noble metal such as Pt, Pd, Rh, Ce) 38a. Is occluded by. On the other hand, when exhaust gas rich in fuel, that is, reducing gas (for example, CO, HC) flows into the catalyst 38, the reducing gas is oxidized by oxygen released from the catalyst carrier 38a and discharged as CO 2 or H 2 O. Is done.

ところで、触媒における酸素放出反応の反応速度よりも酸素吸蔵反応の反応速度の方が大きいことが知られている。この傾向は、触媒の劣化度合が大きいほど顕著になる。すなわち、上記触媒担体38aがシンタリング等により劣化すると、触媒38における酸素放出反応の反応速度が大幅に低下する。このため、劣化した触媒(以下「劣化触媒」という。)では、酸素吸蔵反応の反応速度に比べて酸素放出反応の反応速度が非常に小さくなる。よって、目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに短周期で変動させると、劣化触媒においては酸素吸蔵反応のみが進行しているように擬制できる。そうすると、該劣化触媒に吸蔵される酸素量はやがて飽和量に達し、劣化触媒から燃料リーンな排気ガスが吹き抜けるため、酸素センサ出力はリーン出力となる。   By the way, it is known that the reaction rate of the oxygen storage reaction is larger than the reaction rate of the oxygen releasing reaction in the catalyst. This tendency becomes more prominent as the degree of deterioration of the catalyst increases. That is, when the catalyst carrier 38a deteriorates due to sintering or the like, the reaction rate of the oxygen release reaction in the catalyst 38 is greatly reduced. For this reason, in the deteriorated catalyst (hereinafter referred to as “deteriorated catalyst”), the reaction rate of the oxygen release reaction becomes very small compared to the reaction rate of the oxygen storage reaction. Therefore, if the target air-fuel ratio is changed between the fuel rich side and the fuel lean side in a short cycle, it can be assumed that only the oxygen storage reaction proceeds in the deteriorated catalyst. Then, the amount of oxygen stored in the deteriorated catalyst eventually reaches a saturation amount, and fuel lean exhaust gas blows out from the deteriorated catalyst, so that the oxygen sensor output becomes a lean output.

本発明者は、目標空燃比を変動させてから所定時間経過後の酸素センサ出力を調査した。この調査は、目標空燃比の変動周期を短周期から長周期まで変化させ、各変動周期について行った。また、この調査は、劣化度合が大,中,小の各触媒に対して行った。その調査結果を、図3に示す。図3は、目標空燃比の変動周期と、目標空燃比の変動開始から所定時間経過後の酸素センサ出力との関係を示す図である。ここで、目標空燃比の変動中心は弱燃料リッチ側の値14.55とし、変動幅は変動中心値の±5%とした。
図3に示すように、目標空燃比の変動周期を長周期に設定したときは、触媒の劣化が中程度である場合の酸素センサ出力と、触媒の劣化が大きい場合の酸素センサ出力との差が小さい。このため、劣化が大きい触媒を精度良く検出することは難しい。しかし、変動周期を短周期にすることにより、触媒の劣化が中程度である場合の酸素センサ出力と、触媒の劣化が大きい場合の酸素センサ出力との差が大きくなる。よって、劣化が大きい触媒を精度良く検出することが可能である。
The inventor investigated the oxygen sensor output after a predetermined time had elapsed since the target air-fuel ratio was changed. This investigation was performed for each fluctuation cycle by changing the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio from a short cycle to a long cycle. This investigation was conducted for each of the large, medium, and small degree of deterioration catalysts. The survey results are shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio and the oxygen sensor output after a predetermined time has elapsed since the start of fluctuation of the target air-fuel ratio. Here, the fluctuation center of the target air-fuel ratio was set to 14.55 on the weak fuel rich side, and the fluctuation width was ± 5% of the fluctuation center value.
As shown in FIG. 3, when the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio is set to a long cycle, the difference between the oxygen sensor output when the catalyst deterioration is moderate and the oxygen sensor output when the catalyst deterioration is large. Is small. For this reason, it is difficult to detect a highly deteriorated catalyst with high accuracy. However, by setting the fluctuation cycle to a short cycle, the difference between the oxygen sensor output when the catalyst deterioration is moderate and the oxygen sensor output when the catalyst deterioration is large is increased. Therefore, it is possible to detect a highly deteriorated catalyst with high accuracy.

図4は、本実施の形態1における触媒劣化判定方法を示す図である。具体的には、図4(a)は目標空燃比の変動を示す図であり、図4(b)は目標空燃比の変動開始から所定時間経過後の酸素センサ出力の状態を示す図である。
図4(a)に示すように目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる。ここで、目標空燃比の変動周期eabyfrefciは、正常な触媒(以下「正常触媒」という。)の酸素吸蔵能(OSC)が破綻する周期に比して十分に短い周期であり、例えば、0.5Hz以上の値である。また、変動中心eabyfrefcは、例えば、値14.55であり、変動幅eabyfrefdは、例えば、0.1以上0.5以下の値である。
このように目標空燃比を短周期で変動させると、それに伴い触媒に流入する排気ガスの空燃比が変動する。このため、触媒において酸素吸蔵反応と酸素放出反応が交互に起こる。上述したように、劣化触媒の場合には、酸素吸蔵反応に比べて酸素放出反応の反応速度が非常に低いため、見かけ上、酸素吸蔵反応のみが進行する。よって、劣化触媒の場合、正常触媒に比して早期に吸蔵酸素量が飽和量に達し、触媒を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側になる。従って、目標空燃比の変動開始から所定時間経過後の酸素センサ出力は、図4(b)に示すように、劣化触媒の場合はリーン出力であるのに対し、正常触媒の場合はリッチ出力である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a catalyst deterioration determination method according to the first embodiment. Specifically, FIG. 4A is a diagram showing a change in the target air-fuel ratio, and FIG. 4B is a diagram showing a state of the oxygen sensor output after a predetermined time has elapsed from the start of the change in the target air-fuel ratio. .
As shown in FIG. 4A, the target air-fuel ratio is changed alternately between the fuel rich side and the fuel lean side. Here, the fluctuation cycle eabyfrefci of the target air-fuel ratio is a cycle that is sufficiently shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity (OSC) of a normal catalyst (hereinafter referred to as “normal catalyst”) fails, for example, 0.5 Hz It is the above value. Further, the fluctuation center eabyfrefc is, for example, the value 14.55, and the fluctuation width eabyfrefd is, for example, a value not less than 0.1 and not more than 0.5.
As described above, when the target air-fuel ratio is changed in a short cycle, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is changed accordingly. For this reason, oxygen storage reaction and oxygen release reaction occur alternately in the catalyst. As described above, in the case of a deteriorated catalyst, the reaction rate of the oxygen release reaction is very low compared to the oxygen storage reaction, so that only the oxygen storage reaction apparently proceeds. Therefore, in the case of a deteriorated catalyst, the amount of stored oxygen reaches the saturation amount earlier than that of the normal catalyst, and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst becomes the fuel lean side. Therefore, as shown in FIG. 4B, the oxygen sensor output after a predetermined time has elapsed from the start of the fluctuation of the target air-fuel ratio is a lean output for a deteriorated catalyst, but a rich output for a normal catalyst. is there.

従って、本実施の形態1によれば、目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに短周期で変動させて、その変動開始から所定時間経過後の酸素センサ出力に基づいて触媒の劣化を判定することができる。よって、触媒の酸素吸蔵能を算出する必要がないため、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。   Therefore, according to the first embodiment, the target air-fuel ratio is changed between the fuel rich side and the fuel lean side in a short cycle, and the catalyst is deteriorated based on the oxygen sensor output after a predetermined time has elapsed from the start of the change. Can be determined. Therefore, since it is not necessary to calculate the oxygen storage capacity of the catalyst, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst.

[実施の形態1における具体的処理]
図5は、本実施の形態1において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。
図5に示すフローによれば、先ず、内燃機関及び触媒38の暖機が完了しているか否かを判別する(ステップ100)。ステップ100で暖機が完了していると判別された場合には、触媒劣化判定制御を実行可能であるか否か、具体的には、目標空燃比を精度良く制御可能な定常運転であるか否かを判別する(ステップ102)。定常運転であるか否かは、吸入空気量Gaやアクセル開度等に基づいて判別することができる。ステップ100で暖機が未完了であると判別された場合、及び、ステップ102で触媒劣化判定制御を実行可能ではないと判別された場合には、本制御を終了する。この場合、触媒38の劣化判定制御を精度良く行うことができないと判断される。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 5 is a flowchart showing the catalyst deterioration determination control executed by the ECU 50 in the first embodiment.
According to the flow shown in FIG. 5, it is first determined whether or not the internal combustion engine and the catalyst 38 have been warmed up (step 100). If it is determined in step 100 that the warm-up has been completed, it is determined whether or not the catalyst deterioration determination control can be executed. Specifically, whether or not the target air-fuel ratio can be accurately controlled. It is determined whether or not (step 102). Whether the operation is steady or not can be determined based on the intake air amount Ga, the accelerator opening, and the like. If it is determined in step 100 that the warm-up has not been completed, and if it is determined in step 102 that the catalyst deterioration determination control cannot be executed, this control is terminated. In this case, it is determined that the deterioration determination control of the catalyst 38 cannot be performed with high accuracy.

ステップ102で触媒劣化判定制御を実行可能であると判別された場合には、目標空燃比の変動を開始する(ステップ104)。このステップ104において、目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に短周期で変動させるため、ECU50は、予め設定された変動中心eabyfrefc、変動幅eabyfrefd及び変動周期eabyfrefciの値を読み込む。
ここで、変動中心eabyfrefcは、理論空燃比よりも弱燃料リッチ側の値(例えば、値14.55)に設定することが好適である。正常触媒の場合でも、酸素吸蔵反応よりも酸素放出反応の反応速度の方が若干早いため、酸素センサ出力がリーン出力となる場合がある。本ルーチンでは、酸素センサ出力がリーン出力のときに、劣化触媒であると判定する(後述のステップ108)。このため、変動中心eabyfrefcを弱燃料リッチ側の値とすることにより、正常触媒の場合は酸素センサ出力をリッチ出力とすることができ、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。また、変動幅eabyfrefdは、例えば、0.1以上0.5以下の値が好適である。また、変動周期eabyfrefciは、正常触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも十分短い周期であり、例えば、0.5Hz以上の値が好適である。
このように目標空燃比を短周期で変動させると、触媒に燃料リーンな排気ガスと燃料リッチな排気ガスとが短周期で交互に流入し、酸素吸蔵反応と酸素放出反応が短周期で交互に起こる。しかし、劣化触媒では酸素放出反応の反応速度が大幅に低下するため、見かけ上、酸素吸蔵反応のみが進行する。すなわち、劣化触媒では、目標空燃比の変動開始後から酸素が吸蔵され続ける。
If it is determined in step 102 that the catalyst deterioration determination control can be executed, the target air-fuel ratio starts to change (step 104). In step 104, the ECU 50 reads preset values of the fluctuation center eabyfrefc, fluctuation width eabyfrefd, and fluctuation period eabyfrefci in order to change the target air-fuel ratio alternately between the fuel rich side and the fuel lean side in a short cycle.
Here, the fluctuation center eabyfrefc is preferably set to a value on the fuel rich side that is weaker than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, a value of 14.55). Even in the case of a normal catalyst, the oxygen sensor output may be a lean output because the reaction rate of the oxygen release reaction is slightly faster than the oxygen storage reaction. In this routine, when the oxygen sensor output is a lean output, it is determined that the catalyst is a deteriorated catalyst (step 108 described later). Therefore, by setting the fluctuation center eabyfrefc to a value on the weak fuel rich side, the oxygen sensor output can be made rich in the case of a normal catalyst, and the deterioration of the catalyst can be accurately determined. The fluctuation range eabyfrefd is preferably a value of 0.1 or more and 0.5 or less, for example. The fluctuation period eabyfrefci is a period that is sufficiently shorter than the period in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst breaks down. For example, a value of 0.5 Hz or more is suitable.
When the target air-fuel ratio is changed in a short cycle in this way, the fuel-lean exhaust gas and the fuel-rich exhaust gas alternately flow into the catalyst in a short cycle, and the oxygen storage reaction and the oxygen release reaction alternate in a short cycle. Occur. However, in the deteriorated catalyst, the reaction rate of the oxygen releasing reaction is greatly reduced, so that only the oxygen storage reaction apparently proceeds. That is, in the deteriorated catalyst, oxygen continues to be occluded after the target air-fuel ratio starts to change.

次に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ105)。このステップ105では、触媒38の酸素吸蔵能がゼロに近い状態、すなわち、触媒38の異常劣化が起こっているか否かを判別する。酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒38が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯して(ステップ110)、劣化判定制御を終了する(ステップ112)。   Next, it is determined whether or not the oxygen sensor output is changing in synchronization with the change in the target air-fuel ratio (step 105). In this step 105, it is determined whether or not the oxygen storage capacity of the catalyst 38 is close to zero, that is, whether or not the catalyst 38 is abnormally deteriorated. When it is determined that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, when it is determined that the catalyst 38 is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 110) to determine deterioration. Control is terminated (step 112).

一方、ステップ105で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒38が異常劣化していないと判別される場合には、目標空燃比の変動開始後に内燃機関に吸入された空気量(以下「積算吸入空気量」という。)egasamが設定値egasam0よりも大きいか否かを判別する。ここで、ECU50は、本ルーチンとは別のルーチンによって、目標空燃比の変動開始後、内燃機関に吸入された空気量を積算している。ECU50は、この積算された空気量を、上記積算吸入空気量egasamとして読み込んでいる。また、設定値egasam0は、触媒サイズ等を考慮して車輌毎に設定された値である。
このステップ106では、目標空燃比の変動の影響が触媒38及び酸素センサ出力に反映されたと推定されるか否かが判別される。より具体的には、目標空燃比の変動を開始してから劣化触媒において酸素が吸蔵され続けた場合に、劣化触媒の吸蔵酸素量が飽和量に達するのに十分な排気ガスが内燃機関から排出されたと推定されるか否かが判別される。
上記ステップ106で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0以下であると判別された場合、つまり、目標空燃比の変動の影響が触媒38及び酸素センサ出力に反映されていないと推定される場合には、ステップ102の処理を再度実行する。
一方、ステップ106で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいと判別される場合、つまり、目標空燃比の変動の影響が触媒に反映されたと推定される場合には、一定時間における平均の酸素センサ出力gaoxsavが、劣化判定基準値gaoxsav0よりも小さいか否かが判別される(ステップ108)。つまり、このステップ108では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であるか否かが判別される。また、劣化判定基準値gaoxsav0は、車輌毎に設定された値である。
On the other hand, if it is determined in step 105 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst 38 has not deteriorated abnormally, it is sucked into the internal combustion engine after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio. It is determined whether the air amount (hereinafter referred to as “integrated intake air amount”) egasam is larger than the set value egasam0. Here, the ECU 50 integrates the amount of air sucked into the internal combustion engine after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio by a routine different from this routine. The ECU 50 reads the integrated air amount as the integrated intake air amount egasam. The set value egasam0 is a value set for each vehicle in consideration of the catalyst size and the like.
In this step 106, it is determined whether or not it is estimated that the influence of the change in the target air-fuel ratio is reflected in the catalyst 38 and the oxygen sensor output. More specifically, when oxygen has been occluded in the deteriorated catalyst since the start of the change in the target air-fuel ratio, exhaust gas sufficient for the amount of oxygen stored in the deteriorated catalyst to reach the saturation amount is discharged from the internal combustion engine. It is determined whether or not it is estimated that it has been performed.
When it is determined in step 106 that the integrated intake air amount egasam is equal to or less than the set value egasam0, that is, when it is estimated that the influence of the change in the target air-fuel ratio is not reflected in the catalyst 38 and the oxygen sensor output. The process of step 102 is executed again.
On the other hand, when it is determined in step 106 that the integrated intake air amount egasam is larger than the set value egasam0, that is, when it is estimated that the influence of the change in the target air-fuel ratio is reflected in the catalyst, It is determined whether or not the oxygen sensor output gaoxsav is smaller than the deterioration determination reference value gaoxsav0 (step 108). That is, in this step 108, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side. Further, the deterioration determination reference value gaoxsav0 is a value set for each vehicle.

上記ステップ108で平均酸素センサ出力gaoxsavが劣化判定基準値gaoxsav0よりも小さいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であると判別された場合には、触媒に飽和量の酸素が吸蔵されていると判断される。すなわち、触媒が劣化しているため、触媒において酸素吸蔵反応のみが見かけ上進行し、酸素吸蔵量が飽和量に達したと判断される。この場合、目標空燃比の変動を中止すると共に、触媒の劣化を車輌運転者に知らせるために車内に設けられたチェックランプを点灯し(ステップ110)、触媒劣化判定制御を終了する(ステップ112)。   If it is determined in step 108 that the average oxygen sensor output gaoxsav is smaller than the deterioration determination reference value gaoxsav0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side, It is determined that a saturated amount of oxygen is stored in the catalyst. That is, since the catalyst is deteriorated, only the oxygen storage reaction apparently proceeds in the catalyst, and it is determined that the oxygen storage amount has reached the saturation amount. In this case, the change in the target air-fuel ratio is stopped and a check lamp provided in the vehicle is turned on to notify the vehicle driver of catalyst deterioration (step 110), and the catalyst deterioration determination control is ended (step 112). .

一方、ステップ108で平均酸素センサ出力gaoxsavが劣化判定基準値gaoxsav0以上であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側でないと判別された場合には、酸素吸蔵量が飽和量に達していないと判断される。すなわち、触媒が劣化していないため、触媒において酸素吸蔵反応のみが見かけ上進行せず、触媒の酸素吸蔵能が破綻していないと判断される。この場合、チェックランプを点灯することなく、目標空燃比の変動制御を中止して、触媒劣化判定制御を終了する(ステップ112)。   On the other hand, if it is determined in step 108 that the average oxygen sensor output gaoxsav is greater than or equal to the deterioration determination reference value gaoxsav0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is not on the fuel lean side, It is determined that the oxygen storage amount has not reached the saturation amount. That is, since the catalyst has not deteriorated, only the oxygen storage reaction apparently does not proceed in the catalyst, and it is determined that the oxygen storage capacity of the catalyst has not failed. In this case, the target air-fuel ratio fluctuation control is stopped without turning on the check lamp, and the catalyst deterioration determination control is terminated (step 112).

以上説明したように、図5に示すルーチンによれば、目標空燃比を短周期で変動させ、その変動開始後の積算吸入空気量egasamが所定量egasam0に達した時点を検出し、その時点における酸素センサ出力gaoxsavが燃料リーン側である場合に触媒が劣化していると判定することができる。よって、触媒の酸素吸蔵能に基づかずに、触媒の劣化判定を精度良く実行することができる。すなわち、酸素吸蔵能を算出せずとも、劣化触媒を検出することができる。
さらに、本ルーチンによれば、目標空燃比の変動中心を理論空燃比よりも燃料リッチ側にすることにより、正常触媒の場合の酸素センサ出力をリッチ出力とすることができる。よって、酸素センサ出力がリーン出力である場合には、確実に触媒が劣化していると判定することができる。従って、誤判定を防止することができ、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。
As described above, according to the routine shown in FIG. 5, the target air-fuel ratio is changed in a short cycle, and the time when the integrated intake air amount egasam after the start of the change reaches the predetermined amount egasam0 is detected. When the oxygen sensor output gaoxsav is on the fuel lean side, it can be determined that the catalyst has deteriorated. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst. That is, the deterioration catalyst can be detected without calculating the oxygen storage capacity.
Furthermore, according to this routine, the oxygen sensor output in the case of a normal catalyst can be made rich by setting the fluctuation center of the target air-fuel ratio to the fuel rich side from the theoretical air-fuel ratio. Therefore, when the oxygen sensor output is a lean output, it can be reliably determined that the catalyst has deteriorated. Accordingly, erroneous determination can be prevented, and catalyst deterioration determination can be performed with high accuracy.

ところで、本実施の形態1では、目標空燃比の変動開始に当たって、暖機が完了していることと(ステップ100)、定常運転であること(ステップ102)を条件としているが、さらに、吸入空気量が所定値以下であることを条件に加えてもよい。吸入空気量が少ない場合(例えば、10g/sec以下の場合)には、触媒38に流入する排気ガス量が少なくなり、触媒38に流入する還元ガスの量も少なくなる。よって、触媒において酸素放出反応がより少ない条件で、触媒劣化判定制御を実行することができるため、触媒の劣化判定を更に精度良く行うことができる。(後述する他の実施の形態についても同様。)   By the way, in the first embodiment, it is assumed that the warm-up is completed (step 100) and that the operation is steady (step 102) when starting the fluctuation of the target air-fuel ratio. You may add to the conditions that quantity is below a predetermined value. When the amount of intake air is small (for example, 10 g / sec or less), the amount of exhaust gas flowing into the catalyst 38 decreases and the amount of reducing gas flowing into the catalyst 38 also decreases. Therefore, since the catalyst deterioration determination control can be executed under the condition that the oxygen releasing reaction is less in the catalyst, the catalyst deterioration determination can be performed with higher accuracy. (The same applies to other embodiments described later.)

また、本実施の形態1では、触媒下流の空燃比を酸素センサ40により検出しているが、触媒下流の空燃比を空燃比センサにより検出するシステムを用いることができる。この場合も、上記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。(後述する他の実施の形態についても同様。)   In the first embodiment, the air-fuel ratio downstream of the catalyst is detected by the oxygen sensor 40, but a system in which the air-fuel ratio downstream of the catalyst is detected by the air-fuel ratio sensor can be used. Also in this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained. (The same applies to other embodiments described later.)

また、本実施の形態1では、目標空燃比の変動幅eabyfrefdの具体的数値として0.1以上0.5以下の値を挙げているが、この数値に限られず、本発明の本質を逸脱しない範囲で変更してもよい。触媒サイズ等に応じて、車輌毎に適宜設定することができる。   In the first embodiment, the specific value of the fluctuation range eabyfrefd of the target air-fuel ratio is set to a value not less than 0.1 and not more than 0.5. However, the value is not limited to this value and can be changed without departing from the essence of the present invention. May be. It can be set appropriately for each vehicle according to the catalyst size and the like.

また、本実施の形態1では、目標空燃比の変動周期eabyfrefciの具体的数値として0.5Hz以上の値を挙げているが、この数値に限られず、本発明の本質を逸脱しない範囲で変更してもよい。変動周期は、劣化触媒(劣化度が大きい触媒)において酸素吸蔵反応と酸素放出反応の反応速度差が所定値以上、つまり、劣化触媒において酸素吸蔵反応のみが進行していると擬制できる状態とすることができる数値であればよい。このような状態とすることにより、劣化度が中程度の触媒と、劣化度が大きい触媒を精度良く識別することができる。変動周期を少なくとも正常触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期とすることにより、上述のような状態とすることができる。   In the first embodiment, a specific value of the target air-fuel ratio fluctuation period eabyfrefci is 0.5 Hz or more. However, the value is not limited to this value and may be changed without departing from the essence of the present invention. Also good. The fluctuation cycle is such that the reaction rate difference between the oxygen storage reaction and the oxygen release reaction is greater than or equal to a predetermined value in a deteriorated catalyst (a catalyst having a high degree of deterioration), that is, it can be assumed that only the oxygen storage reaction proceeds in the deteriorated catalyst. Any numerical value can be used. By setting it as such a state, a catalyst with a moderate deterioration degree and a catalyst with a large deterioration degree can be distinguished with sufficient accuracy. By setting the fluctuation cycle to a cycle shorter than at least the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails, the above-described state can be obtained.

尚、本実施の形態1においては、ECU50が、ステップ104の処理を実行することにより第1の発明における「空燃比制御手段」が、ステップ108の処理を実行することにより第1の発明における「触媒劣化判定手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment, the ECU 50 executes the process of step 104, so that the “air-fuel ratio control means” in the first invention executes the process of step 108, and “ "Catalyst degradation determination means" is realized respectively.

実施の形態2.
次に、図6及び図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態2のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、後述する図7に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the second embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 7 to be described later using the hardware configuration shown in FIG.

[実施の形態2の特徴]
図6は、本実施の形態2における触媒劣化判定方法を示す図である。具体的には、図6(a)は目標空燃比の変動を示す図であり、図6(b)は目標空燃比の変動に伴う酸素センサ出力の変化を示す図である。
先ず、実施の形態1と同様に、正常触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも十分に短い周期で目標空燃比を変動させる。本実施の形態2では、変動開始から一定時間経過後、図6(a)に示すように、目標空燃比の変動幅を徐々に小さくする。ここで、目標空燃比の変動幅が小さいほど、触媒38に流入する還元ガスの濃度が低くなるため、触媒38から酸素が放出されにくい環境となる。このような環境とすることで、劣化触媒だけでなく正常触媒も、やがては酸素吸蔵能が破綻し、触媒を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側になる。但し、上述したように、正常触媒よりも劣化触媒の方が酸素放出反応の反応速度の低下が大きい、すなわち、劣化触媒の方が酸素吸蔵反応と酸素放出反応の反応速度差が大きい。このため、正常触媒よりも劣化触媒の方が早期に酸素吸蔵能が破綻する。その結果、図6(b)に示すように、劣化触媒の場合の酸素センサ出力がリッチ出力からリーン出力に反転した時刻t1の方が、正常触媒の場合の反転時刻t2よりも早くなる。また、酸素センサ出力の反転時刻は、触媒の劣化度合が小さい場合に比べて該劣化度合が大きい場合の方が早くなる。
[Features of Embodiment 2]
FIG. 6 is a diagram illustrating a catalyst deterioration determination method according to the second embodiment. Specifically, FIG. 6A is a diagram showing a change in the target air-fuel ratio, and FIG. 6B is a diagram showing a change in the oxygen sensor output accompanying the change in the target air-fuel ratio.
First, as in the first embodiment, the target air-fuel ratio is changed in a cycle sufficiently shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails. In the second embodiment, after a certain time has elapsed from the start of the fluctuation, as shown in FIG. 6A, the fluctuation range of the target air-fuel ratio is gradually reduced. Here, the smaller the fluctuation range of the target air-fuel ratio is, the lower the concentration of the reducing gas flowing into the catalyst 38 becomes, so that an environment in which oxygen is hardly released from the catalyst 38 is obtained. By setting such an environment, not only the deteriorated catalyst but also the normal catalyst eventually loses its oxygen storage capacity, and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst becomes the fuel lean side. However, as described above, the deterioration rate of the oxygen release reaction is greater in the deteriorated catalyst than in the normal catalyst, that is, the reaction rate difference between the oxygen storage reaction and the oxygen release reaction is greater in the deteriorated catalyst. For this reason, the oxygen storage capacity breaks down earlier in the deteriorated catalyst than in the normal catalyst. As a result, as shown in FIG. 6B, the time t1 when the oxygen sensor output in the case of the deteriorated catalyst is reversed from the rich output to the lean output is earlier than the time t2 in the case of the normal catalyst. Further, the inversion time of the oxygen sensor output is earlier when the degree of deterioration is larger than when the degree of deterioration of the catalyst is small.

従って、本実施の形態2によれば、目標空燃比の変動幅を徐々に小さくし、酸素センサ出力がリッチ出力からリーン出力に反転した時点を検出することにより、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。さらに、酸素センサ出力の反転時点に基づいて、触媒の劣化度合を精度良く検出することができる。   Therefore, according to the second embodiment, the variation degree of the target air-fuel ratio is gradually reduced, and the deterioration of the catalyst is accurately determined by detecting the time point when the oxygen sensor output is reversed from the rich output to the lean output. be able to. Furthermore, it is possible to accurately detect the degree of deterioration of the catalyst based on the inversion time of the oxygen sensor output.

[実施の形態2における具体的処理]
図7は、本実施の形態2において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。
図7に示すフローによれば、先ず、実施の形態1と同様に、ステップ100で暖機が完了していると判別され、ステップ102で触媒劣化判定制御を実行可能であると判別された場合には、目標空燃比の変動を開始する(ステップ104)。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 7 is a flowchart showing the catalyst deterioration determination control executed by the ECU 50 in the second embodiment.
According to the flow shown in FIG. 7, first, similarly to the first embodiment, when it is determined in step 100 that the warm-up is completed and it is determined in step 102 that the catalyst deterioration determination control can be executed. First, a change in the target air-fuel ratio is started (step 104).

次に、図5に示すフローのステップ105と同様に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ114)。このステップ114で酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒38が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯して(ステップ136)、劣化判定制御を終了する(ステップ138)。
一方、ステップ114で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒38が異常劣化していないと判別される場合には、目標空燃比の変動開始後の積算吸入空気量egasamが設定値egasam1よりも大きいか否かを判別する(ステップ116)。ECU50は、実施の形態1と同様に、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasamとして読み込む。このステップ116では、触媒の状態を安定させるため、一定量の排気ガスが触媒に流入したか否かが判別される。よって、この設定値egasam1は、図5に示すフローのステップ106で用いられる設定値egasam0よりも小さい値である。また、設定値egasam1は、触媒サイズ等を考慮して車輌毎に設定された値である。
ステップ116で積算吸入空気量egasamが設定値egasam1以下であると判別された場合、つまり、一定量の排気ガスが触媒38に流入していないと判別された場合には、ステップ102の処理を再度実行する。
Next, similarly to step 105 of the flow shown in FIG. 5, it is determined whether or not the oxygen sensor output is changing in synchronization with the change of the target air-fuel ratio (step 114). If it is determined in step 114 that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, if it is determined that the catalyst 38 is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136). ), And the deterioration determination control is terminated (step 138).
On the other hand, if it is determined in step 114 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst 38 has not abnormally deteriorated, the integrated intake air amount egasam after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio is determined. Is greater than the set value egasam1 (step 116). As in the first embodiment, the ECU 50 reads the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasam. In this step 116, it is determined whether or not a certain amount of exhaust gas has flowed into the catalyst in order to stabilize the state of the catalyst. Therefore, this set value egasam1 is a value smaller than the set value egasam0 used in step 106 of the flow shown in FIG. The set value egasam1 is a value set for each vehicle in consideration of the catalyst size and the like.
If it is determined in step 116 that the integrated intake air amount egasam is equal to or less than the set value egasam1, that is, if it is determined that a certain amount of exhaust gas does not flow into the catalyst 38, the process of step 102 is performed again. Execute.

上記ステップ116で積算吸入空気量egasamが設定値egasam1よりも大きいと判別される場合、一定量の排気ガスが触媒に流入したと判別される場合には、ステップ102の処理と同様に、吸入空気量Gaやアクセル開度等に基づいて触媒劣化判定制御を継続可能であるか否かが判別される(ステップ118)。このステップ118で触媒劣化判定制御を継続可能でないと判別された場合には、本制御を終了する。   If it is determined in step 116 that the integrated intake air amount egasam is larger than the set value egasam1, and if it is determined that a certain amount of exhaust gas has flowed into the catalyst, the intake air is the same as in step 102. It is determined whether or not the catalyst deterioration determination control can be continued based on the amount Ga, the accelerator opening, etc. (step 118). If it is determined in step 118 that the catalyst deterioration determination control cannot be continued, this control is terminated.

ステップ118で触媒劣化判定制御を継続可能であると判別された場合には、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも大きいか否かが判別される(ステップ120)。このステップ120では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であるか否かが判別される。このステップ120で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0以下であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であると判別された場合には、触媒の酸素吸蔵能が早期に破綻していると判断される。この場合も触媒の劣化が大きいと判断されるため、車内に設けられたチェックランプを点灯する(ステップ136)。   If it is determined in step 118 that the catalyst deterioration determination control can be continued, it is determined whether or not the oxygen sensor output gaoxs is larger than the reference value gaoxs0 (step 120). In this step 120, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side. If it is determined in step 120 that the oxygen sensor output gaoxs is less than or equal to the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side, It is judged that the occlusion ability has failed early. Also in this case, since it is determined that the catalyst is largely deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136).

上記ステップ120で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも大きいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であると判別された場合には、目標空燃比の変動幅eabyfrefdの減衰を開始する(ステップ122)。このステップ122において、ECU50は、予め設定された変動幅の減衰速度eabyfrefgdの値を読み込む。目標空燃比の変動幅を減衰させることにより、触媒38に流入する還元ガスの濃度が低くなるため、触媒38において酸素放出反応が起こりにくい環境が作り出される。   If it is determined in step 120 that the oxygen sensor output gaoxs is greater than the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side, the target air-fuel ratio is determined. Attenuation of the fluctuation range eabyfrefd is started (step 122). In step 122, the ECU 50 reads the value of the attenuation speed eabyfrefgd having a preset fluctuation range. By attenuating the fluctuation range of the target air-fuel ratio, the concentration of the reducing gas flowing into the catalyst 38 is lowered, so that an environment in which the oxygen release reaction hardly occurs in the catalyst 38 is created.

次に、上記ステップ114の処理と同様に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ124)。このステップ124で酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯する(ステップ136)。   Next, in the same manner as in step 114, it is determined whether or not the oxygen sensor output is changing in synchronization with the change in the target air-fuel ratio (step 124). If it is determined in step 124 that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, if it is determined that the catalyst is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136).

一方、ステップ124で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していないと判別される場合には、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも小さいか否かが判別される(ステップ126)。このステップ126では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であるか否かが判別される。ステップ126で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0以上であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側ではなく燃料リッチ側であると判別された場合には、目標空燃比の変動開始後の積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいか否かを判別する(ステップ128)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasamとして読み込む。このステップ128では、正常触媒であると判断できるまで目標空燃比の変動幅が十分小さくなっているか否かが判別される。また、設定値egasam0は、触媒サイズ等を考慮して車輌毎に設定された値である。   On the other hand, if it is determined in step 124 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst has not deteriorated abnormally, whether or not the oxygen sensor output gaoxs is smaller than the reference value gaoxs0. Is determined (step 126). In step 126, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side. If it is determined in step 126 that the oxygen sensor output gaoxs is greater than or equal to the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is not on the fuel lean side but on the fuel rich side. Then, it is determined whether or not the integrated intake air amount egasam after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio is larger than the set value egasam0 (step 128). The ECU 50 reads the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasam. In this step 128, it is determined whether or not the fluctuation range of the target air-fuel ratio is sufficiently small until it can be determined that the catalyst is a normal catalyst. The set value egasam0 is a value set for each vehicle in consideration of the catalyst size and the like.

ステップ128で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0以下であると判別された場合、つまり、目標空燃比の変動幅が十分小さくなっていないと判別された場合には、ステップ118の処理を再度実行する。一方、ステップ128で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいと判別された場合には、目標空燃比の変動幅が十分小さくなっていると判断される。すなわち、目標空燃比の変動幅が十分小さいにも関わらず、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であるため、触媒の劣化度合が小さいと判断される。この場合、酸素センサ出力gaoxsが設定値gaoxs0よりも小さくなるまで待つことなく、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化するまで待つことなく、劣化判定制御を終了する(ステップ138)。   If it is determined in step 128 that the integrated intake air amount egasam is equal to or less than the set value egasam0, that is, if it is determined that the fluctuation range of the target air-fuel ratio is not sufficiently small, the process of step 118 is executed again. To do. On the other hand, if it is determined in step 128 that the integrated intake air amount egasam is larger than the set value egasam0, it is determined that the fluctuation range of the target air-fuel ratio is sufficiently small. That is, although the fluctuation range of the target air-fuel ratio is sufficiently small, it is determined that the degree of deterioration of the catalyst is small because the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side. In this case, the deterioration determination is performed without waiting until the oxygen sensor output gaoxs becomes smaller than the set value gaoxs0, that is, without waiting until the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 changes from the fuel rich side to the fuel lean side. Control is terminated (step 138).

上記ステップ126で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも小さいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であると判別された場合には、目標空燃比の変動幅の減衰を開始してから、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも小さいと判別されるまでの積算吸入空気量egasum1を算出する(ステップ130)。ここで、ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasum1として読み込むことができる。
次に、ECU50内に予め記憶されたマップを参照して、算出した積算吸入空気量egasum1に応じた触媒の劣化度合を算出する(ステップ132)。該マップにおいて、積算吸入空気量egasum1が小さいほど、触媒劣化度合が大きくなるように設定されている。これにより、積算吸入空気量egasum1に基づいて触媒の劣化度合を精度良く求めることができる。
If it is determined in step 126 that the oxygen sensor output gaoxs is smaller than the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side, the target air-fuel ratio is determined. The integrated intake air amount egasum1 is calculated from the start of the attenuation of the fluctuation range until the oxygen sensor output gaoxs is determined to be smaller than the reference value gaoxs0 (step 130). Here, the ECU 50 can read the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasum1.
Next, the deterioration degree of the catalyst corresponding to the calculated integrated intake air amount egasum1 is calculated with reference to a map stored in advance in the ECU 50 (step 132). In this map, the catalyst deterioration degree is set to be larger as the integrated intake air amount egasum1 is smaller. Thereby, the deterioration degree of the catalyst can be accurately obtained based on the integrated intake air amount egasum1.

さらに、積算吸入空気量egasum1が触媒劣化判定基準値egasumnよりも小さいか否かを判別する(ステップ134)。触媒劣化判定基準値egasumnは、触媒サイズ等を考慮して車輌毎に設定された値である。このステップ134で積算吸入空気量egasum1が触媒劣化判定基準値egasumnよりも小さいと判別された場合には、触媒の劣化が大きいと判断される。この場合、車内に設けられたチェックランプを点灯し(ステップ136)、その後、触媒劣化判定制御を終了する(ステップ138)。
一方、ステップ134で積算吸入空気量egasum1が触媒劣化判定基準値egasumn以上であると判別された場合には、触媒の劣化が許容範囲内であると判断される。この場合、チェックランプを点灯することなく、触媒劣化判定制御を中止する(ステップ138)。
Further, it is determined whether or not the integrated intake air amount egasum1 is smaller than the catalyst deterioration determination reference value egasumn (step 134). The catalyst deterioration criterion value egasumn is a value set for each vehicle in consideration of the catalyst size and the like. If it is determined in step 134 that the integrated intake air amount egasum1 is smaller than the catalyst deterioration determination reference value egasumn, it is determined that the catalyst is largely deteriorated. In this case, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136), and then the catalyst deterioration determination control is ended (step 138).
On the other hand, if it is determined in step 134 that the integrated intake air amount egasum1 is equal to or greater than the catalyst deterioration determination reference value egasumn, it is determined that the catalyst deterioration is within an allowable range. In this case, the catalyst deterioration determination control is stopped without turning on the check lamp (step 138).

以上説明したように、図7に示すルーチンによれば、目標空燃比の変動幅eabyfrefdを徐々に減衰させ、減衰開始から酸素センサ出力goxsが反転するまでの積算吸入空気量egasum1を算出し、この算出した積算吸入空気量egasum1に基づいて触媒の劣化判定を行うことができる。よって、触媒の酸素吸蔵能に基づかずに、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。さらに、劣化度合の大きい触媒を精度良く検出することができる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 7, the fluctuation range eabyfrefd of the target air-fuel ratio is gradually attenuated, and the integrated intake air amount egasum1 from the start of attenuation until the oxygen sensor output goxs is inverted is calculated. Based on the calculated integrated intake air amount egasum1, the deterioration of the catalyst can be determined. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst. Furthermore, it is possible to accurately detect a catalyst having a high degree of deterioration.

尚、本実施の形態2においては、ECU50が、ステップ104,122の処理を実行することにより第2の発明における「空燃比制御手段」が、ステップ130の処理を実行することにより第2の発明における「吸入空気量演算手段」が、ステップ134の処理を実行することにより第2の発明における「触媒劣化判定手段」が、それぞれ実現されている。また、ECU50が、ステップ132の処理を実行することにより第6の発明における「触媒劣化判定手段」が実現されている。   In the second embodiment, the ECU 50 executes the processing of steps 104 and 122, so that the “air-fuel ratio control means” in the second invention executes the processing of step 130, and the second invention. The “intake air amount calculation means” in FIG. 6 implements the “catalyst deterioration determination means” in the second invention by executing the processing of step 134. Further, the “catalyst deterioration determining means” according to the sixth aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the process of step 132.

実施の形態3.
次に、図8及び図9を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態3のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、後述する図8に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 3 FIG.
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the third embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 8 to be described later using the hardware configuration shown in FIG.

[実施の形態3の特徴]
図8は、本実施の形態3における触媒劣化判定方法を示す図である。具体的には、図8(a)は目標空燃比の変動を示す図であり、図8(b)は目標空燃比の変動に伴う酸素センサ出力の変化を示す図である。
上記実施の形態2では、目標空燃比の変動幅を徐々に小さくすることにより、徐々に触媒から酸素が放出されにくい環境とし、酸素センサ出力がリッチ出力からリーン出力に反転した時点を検出した。
[Features of Embodiment 3]
FIG. 8 is a diagram illustrating a catalyst deterioration determination method according to the third embodiment. Specifically, FIG. 8A is a diagram showing a change in the target air-fuel ratio, and FIG. 8B is a diagram showing a change in the oxygen sensor output accompanying the change in the target air-fuel ratio.
In the second embodiment, by gradually reducing the fluctuation range of the target air-fuel ratio, an environment in which oxygen is hardly released from the catalyst gradually is set, and the time point when the oxygen sensor output is reversed from the rich output to the lean output is detected.

本実施の形態3では、先ず、正常触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも十分に短い周期で、かつ、実施の形態1における目標空燃比の変動幅よりも小さい変動幅で、目標空燃比を変動させる。上述したように、目標空燃比の変動幅が小さいほど、触媒に流入する還元ガスの濃度が低くなるため、触媒から酸素が放出されにくい環境となる。このため、劣化触媒だけでなく正常触媒の場合も、酸素吸蔵能が破綻して、酸素センサ出力がリーン出力となる。このように酸素センサ出力がリッチ出力からリーン出力となった後、つまり、目標空燃比の変動開始から一定時間経過後、図8(a)に示すように、目標空燃比の変動幅を徐々に大きくする。このように変動幅を徐々に大きくすることにより、徐々に触媒から酸素が放出されやすい環境が作り出される。よって、触媒における酸素放出反応の反応速度が徐々に高くなる。正常触媒よりも劣化触媒の方が酸素放出反応の反応速度が低い、すなわち、劣化触媒よりも正常触媒の方が酸素吸蔵反応と酸素放出反応の反応速度差が小さい。このため、劣化触媒よりも正常触媒の方が早期に酸素吸蔵能の破綻が解消する。その結果、図8(b)に示すように、正常触媒の場合の酸素センサ出力がリーン出力からリッチ出力に反転した時刻t3の方が、劣化触媒の場合の反転時刻t4よりも早くなる。また、酸素センサ出力の反転時刻は、触媒の劣化度合が大きい場合に比べて該劣化度合が小さい場合の方が早くなる。   In the third embodiment, first, the target air-fuel ratio has a cycle that is sufficiently shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails and that has a fluctuation range smaller than the fluctuation range of the target air-fuel ratio in the first embodiment. Fluctuate. As described above, the smaller the fluctuation range of the target air-fuel ratio, the lower the concentration of the reducing gas flowing into the catalyst, so that an environment in which oxygen is hardly released from the catalyst is created. For this reason, in the case of a normal catalyst as well as a deteriorated catalyst, the oxygen storage capacity breaks down, and the oxygen sensor output becomes a lean output. Thus, after the oxygen sensor output has changed from the rich output to the lean output, that is, after a certain time has elapsed from the start of the target air-fuel ratio change, as shown in FIG. Enlarge. By gradually increasing the fluctuation range in this way, an environment in which oxygen is easily released from the catalyst is created. Therefore, the reaction rate of the oxygen releasing reaction in the catalyst is gradually increased. The reaction rate of the oxygen release reaction is lower with the deteriorated catalyst than the normal catalyst, that is, the reaction rate difference between the oxygen storage reaction and the oxygen release reaction is smaller with the normal catalyst than with the deteriorated catalyst. For this reason, the failure of the oxygen storage capacity is resolved earlier in the normal catalyst than in the deteriorated catalyst. As a result, as shown in FIG. 8B, the time t3 when the oxygen sensor output for the normal catalyst is reversed from the lean output to the rich output is earlier than the time t4 for the deteriorated catalyst. Further, the reversal time of the oxygen sensor output is earlier when the degree of deterioration is smaller than when the degree of deterioration of the catalyst is large.

従って、本実施の形態3によれば、目標空燃比の変動幅を徐々に大きくし、酸素センサ出力がリーン出力からリッチ出力になった時点を検出することにより、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。さらに、酸素センサ出力の反転時点に基づいて、触媒の劣化度合を精度良く検出することができる。   Therefore, according to the third embodiment, the fluctuation range of the target air-fuel ratio is gradually increased, and the deterioration of the catalyst is accurately determined by detecting the time point when the oxygen sensor output changes from the lean output to the rich output. be able to. Furthermore, it is possible to accurately detect the degree of deterioration of the catalyst based on the inversion time of the oxygen sensor output.

[実施の形態3における具体的処理]
図9は、本実施の形態3において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。
図9に示すフローによれば、先ず、実施の形態1と同様に、ステップ100で暖機が完了していると判別され、ステップ102で触媒劣化判定制御を実行可能であると判別された場合には、目標空燃比の変動を開始する(ステップ104)。ここで、ECU50により読み込まれる変動幅eabyfrefdは、図5のフローのステップ104で読み込まれる変動幅よりも小さい値である。これにより、正常触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも十分に短い周期で、かつ、実施の形態1における変動幅よりも小さい変動幅で目標空燃比が制御される。
[Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 9 is a flowchart showing catalyst deterioration determination control executed by the ECU 50 in the third embodiment.
According to the flow shown in FIG. 9, first, as in the first embodiment, when it is determined in step 100 that the warm-up has been completed, and in step 102, it is determined that the catalyst deterioration determination control can be executed. First, a change in the target air-fuel ratio is started (step 104). Here, the fluctuation range eabyfrefd read by the ECU 50 is a value smaller than the fluctuation range read in step 104 of the flow of FIG. Thereby, the target air-fuel ratio is controlled with a cycle sufficiently shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails and with a fluctuation range smaller than the fluctuation range in the first embodiment.

次に、実施の形態2と同様に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ114)。このステップ114で、酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯して(ステップ136)、劣化判定制御を終了する(ステップ138)。   Next, as in the second embodiment, it is determined whether or not the oxygen sensor output is fluctuating in synchronization with the fluctuation of the target air-fuel ratio (step 114). If it is determined in step 114 that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, if it is determined that the catalyst is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136). ), And the deterioration determination control is terminated (step 138).

一方、ステップ114で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していないと判別される場合には、目標空燃比の変動開始後の積算吸入空気量egasamが設定値egasam1よりも大きいか否かを判別する(ステップ116)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasamとして読み込む。このステップ116で積算吸入空気量egasamが設定値egasam1以下であると判別された場合、つまり、触媒の状態を安定させるために必要な一定量の排気ガスが触媒に流入していないと判別された場合には、ステップ102の処理を再度実行する。   On the other hand, if it is determined in step 114 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst has not abnormally deteriorated, the accumulated intake air amount egasam after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio is calculated. It is determined whether or not it is larger than the set value egasam1 (step 116). The ECU 50 reads the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasam. If it is determined in step 116 that the integrated intake air amount egasam is less than or equal to the set value egasam1, that is, it is determined that a certain amount of exhaust gas necessary to stabilize the state of the catalyst does not flow into the catalyst. In that case, the process of step 102 is executed again.

上記ステップ116で積算吸入空気量egasamが設定値egasam1よりも大きいと判別される場合、つまり、一定量の排気ガスが触媒に流入したと判別される場合には、触媒劣化判定制御を継続可能であるか否かが判別される(ステップ118)。このステップ118で触媒劣化判定制御を継続可能でないと判別された場合には、本制御を終了する。   If it is determined in step 116 that the integrated intake air amount egasam is greater than the set value egasam1, that is, if it is determined that a certain amount of exhaust gas has flowed into the catalyst, the catalyst deterioration determination control can be continued. It is determined whether or not there is (step 118). If it is determined in step 118 that the catalyst deterioration determination control cannot be continued, this control is terminated.

ステップ118で触媒劣化判定制御を継続可能であると判別された場合には、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも小さいか否かが判別される(ステップ121)。このステップ121では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であるか否かが判別される。ここで、上記ステップ104において変動幅が小さく設定されているため、触媒において酸素放出反応が非常に起こりにくい環境が作り出されている。よって、通常は、劣化触媒だけでなく正常触媒である場合も、触媒における酸素放出反応の反応速度が大幅に低下するため、触媒を流通する排気ガスの空燃比は燃料リーン側となり、酸素センサ出力gaoxsは基準値gaoxs0よりも小さくなる。
このステップ121で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0以上であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であると判別された場合には、該空燃比を燃料リッチ側から燃料リーン側に変化させるためにステップ102の処理を再度実行する。
If it is determined in step 118 that the catalyst deterioration determination control can be continued, it is determined whether or not the oxygen sensor output gaoxs is smaller than the reference value gaoxs0 (step 121). In this step 121, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side. Here, since the fluctuation range is set to be small in step 104, an environment in which the oxygen release reaction hardly occurs in the catalyst is created. Therefore, normally, not only a deteriorated catalyst but also a normal catalyst, the reaction rate of the oxygen release reaction in the catalyst is greatly reduced, so the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst is on the fuel lean side, and the oxygen sensor output gaoxs is smaller than the reference value gaoxs0.
If it is determined in step 121 that the oxygen sensor output gaoxs is greater than or equal to the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side, the air-fuel ratio In order to change the fuel rich side to the fuel lean side, the process of step 102 is executed again.

上記ステップ121で酸素センサ出力gaoxsが劣化判定基準値gaoxs0よりも小さいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であると判別された場合には、目標空燃比の変動幅eabyfrefdの増幅を開始する(ステップ140)。このステップ140において、ECU50は、予め設定された変動幅の増幅速度eabyfrefguの値を読み込む。目標空燃比の変動幅を増幅することにより、触媒38に流入する還元ガスの濃度が高くなるため、触媒38において酸素放出反応が起こりやすい環境となる。   If it is determined in step 121 that the oxygen sensor output gaoxs is smaller than the deterioration determination reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side, the target Amplification of the air-fuel ratio fluctuation range eabyfrefd is started (step 140). In step 140, the ECU 50 reads the value of the amplification rate eabyfrefgu having a preset fluctuation range. By amplifying the fluctuation range of the target air-fuel ratio, the concentration of the reducing gas flowing into the catalyst 38 increases, so that an environment in which oxygen release reaction is likely to occur in the catalyst 38 is obtained.

次に、上記ステップ114の処理と同様に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ124)。このステップ124で酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯する(ステップ136)。   Next, in the same manner as in step 114, it is determined whether or not the oxygen sensor output is changing in synchronization with the change in the target air-fuel ratio (step 124). If it is determined in step 124 that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, if it is determined that the catalyst is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136).

一方、ステップ124で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していないと判別される場合には、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも大きいか否かが判別される(ステップ142)。このステップ142では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であるか否かが判別される。ステップ142で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0以下であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側ではなく燃料リーン側であると判別された場合には、目標空燃比の変動開始後の積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいか否かを判別する(ステップ128)。このステップ128では、触媒が劣化していると判断できるまで目標空燃比の変動幅が十分大きくなっているか否かが判別される。   On the other hand, if it is determined in step 124 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst has not deteriorated abnormally, whether or not the oxygen sensor output gaoxs is greater than the reference value gaoxs0. Is discriminated (step 142). In step 142, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side. If it is determined in step 142 that the oxygen sensor output gaoxs is less than or equal to the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is not the fuel rich side but the fuel lean side. Then, it is determined whether or not the integrated intake air amount egasam after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio is larger than the set value egasam0 (step 128). In this step 128, it is determined whether or not the fluctuation range of the target air-fuel ratio is sufficiently large until it can be determined that the catalyst has deteriorated.

ステップ128で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0以下であると判別された場合、つまり、目標空燃比の変動幅が十分大きくなっていないと判別された場合には、ステップ118の処理を再度実行する。
一方、ステップ128で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいと判別された場合には、目標空燃比の変動幅が十分大きくなっていると判断される。すなわち、目標空燃比の変動幅が十分大きいにも関わらず、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であるため、触媒の劣化度合が大きいと判断される。この場合、酸素センサ出力gaoxsが設定値gaoxs0よりも大きくなるまで待つことなく、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側に反転するまで待つことなく、車内に設けられたチェックランプを点灯して(ステップ136)、劣化判定制御を終了する(ステップ138)。
If it is determined in step 128 that the integrated intake air amount egasam is equal to or less than the set value egasam0, that is, if it is determined that the fluctuation range of the target air-fuel ratio is not sufficiently large, the process of step 118 is executed again. To do.
On the other hand, if it is determined in step 128 that the integrated intake air amount egasam is larger than the set value egasam0, it is determined that the fluctuation range of the target air-fuel ratio is sufficiently large. That is, although the fluctuation range of the target air-fuel ratio is sufficiently large, it is determined that the degree of deterioration of the catalyst is large because the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side. In this case, the check provided in the vehicle is not waited until the oxygen sensor output gaoxs becomes larger than the set value gaoxs0, that is, without waiting until the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is reversed to the fuel rich side. The lamp is turned on (step 136), and the deterioration determination control is ended (step 138).

上記ステップ142で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも大きいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であると判別された場合には、目標空燃比の変動幅の増幅を開始してから、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも大きいと判別されるまでの積算吸入空気量egasum2を算出する(ステップ144)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasum2として読み込むことができる。
次に、ECU50内に予め記憶されたマップを参照して、積算吸入空気量egasum2に応じた触媒の劣化度合を算出する(ステップ146)。該マップにおいて、積算吸入空気量egasum2が大きいほど、触媒劣化度合が大きくなるように設定されている。これにより、積算吸入空気量egasum2に基づいて触媒の劣化度合を精度良く求めることができる。
If it is determined in step 142 that the oxygen sensor output gaoxs is larger than the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side, the target air-fuel ratio is determined. The integrated intake air amount egasum2 is calculated from the start of amplification of the fluctuation range until the oxygen sensor output gaoxs is determined to be larger than the reference value gaoxs0 (step 144). The ECU 50 can read the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasum2.
Next, referring to a map stored in advance in the ECU 50, the degree of deterioration of the catalyst corresponding to the integrated intake air amount egasum2 is calculated (step 146). In the map, the degree of catalyst deterioration is set to increase as the integrated intake air amount egasum2 increases. Thereby, the deterioration degree of the catalyst can be accurately obtained based on the integrated intake air amount egasum2.

さらに、積算吸入空気量egasum2が触媒劣化判定基準値egasumnよりも大きいか否かを判別する(ステップ148)。このステップ148で積算吸入空気量egasum2が触媒劣化判定基準値egasumnよりも大きいと判別された場合には、触媒の劣化が大きいと判断される。この場合、車内に設けられたチェックランプを点灯し(ステップ136)、その後、触媒劣化判定制御を終了する(ステップ138)。
一方、ステップ148で積算吸入空気量egasum2が触媒劣化判定基準値egasumn以下であると判別された場合には、触媒の劣化が許容範囲内であると判断される。この場合、チェックランプを点灯することなく、触媒劣化判定制御を中止する(ステップ138)。
Further, it is determined whether or not the integrated intake air amount egasum2 is larger than the catalyst deterioration determination reference value egasumn (step 148). If it is determined in step 148 that the integrated intake air amount egasum2 is larger than the catalyst deterioration determination reference value egasumn, it is determined that the catalyst is largely deteriorated. In this case, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136), and then the catalyst deterioration determination control is ended (step 138).
On the other hand, if it is determined in step 148 that the integrated intake air amount egasum2 is equal to or less than the catalyst deterioration determination reference value egasumn, it is determined that the catalyst deterioration is within an allowable range. In this case, the catalyst deterioration determination control is stopped without turning on the check lamp (step 138).

以上説明したように、図9に示すルーチンによれば、目標空燃比の変動幅eabyfrefdを徐々に増幅させ、増幅開始から酸素センサ出力が反転するまでの積算吸入空気量egasum2を算出し、この算出した積算吸入空気量に基づいて触媒の劣化判定を行うことができる。よって、触媒の酸素吸蔵能に基づかずに、触媒38の劣化判定を精度良く行うことができる。さらに、劣化度合の大きい触媒を精度良く検出することができる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 9, the fluctuation range eabyfrefd of the target air-fuel ratio is gradually amplified, and the integrated intake air amount egasum2 from the start of amplification to the inversion of the oxygen sensor output is calculated. The deterioration of the catalyst can be determined based on the integrated intake air amount. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst 38 without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst. Furthermore, it is possible to accurately detect a catalyst having a high degree of deterioration.

尚、本実施の形態3においては、ECU50が、ステップ104,140の処理を実行することにより第3の発明における「空燃比制御手段」が、ステップ144の処理を実行することにより第3の発明における「吸入空気量演算手段」が、ステップ148の処理を実行することにより第3の発明における「触媒劣化判定手段」が、それぞれ実現されている。また、ECU50が、ステップ132の処理を実行することにより第7の発明における「触媒劣化判定手段」が実現されている。   In the third embodiment, when the ECU 50 executes the processing of steps 104 and 140, the “air-fuel ratio control means” according to the third invention executes the processing of step 144, thereby executing the third invention. The “intake air amount calculation means” in FIG. 6 implements the “catalyst deterioration determination means” in the third invention by executing the processing of step 148. Further, the “catalyst deterioration determination means” according to the seventh aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the process of step 132.

実施の形態4.
次に、図10及び図11を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態4のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、後述する図11に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The system of the fourth embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 11 to be described later using the hardware configuration shown in FIG.

[実施の形態4の特徴]
図10は、本実施の形態4における触媒劣化判定方法を示す図である。具体的には、図10(a)は目標空燃比の変動を示す図であり、図10(b)は目標空燃比の変動に伴う酸素センサ出力の変化を示す図である。
本実施の形態4では、先ず、正常触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも十分に短く、かつ、実施の形態1における変動周期よりも長い周期で目標空燃比を変動させる。目標空燃比の変動周期が長いほど、触媒に流入する還元ガスの量が多くなるため、触媒から酸素が放出されやすい環境となる。そして、変動開始から一定時間経過後、図10(a)に示すように、目標空燃比の変動周期を徐々に短くする。このように変動周期を徐々に短くすることにより、触媒に流入する還元ガスの量が少なくなるため、触媒から酸素がより放出されにくい環境が作り出される。このような環境とすることで、劣化触媒だけでなく正常触媒も、やがては酸素吸蔵能が破綻し、触媒を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側になる。但し、上述したように、正常触媒よりも劣化触媒の方が酸素放出反応の反応速度の低下が大きい、すなわち、正常触媒よりも劣化触媒の方が酸素吸蔵反応と酸素放出反応の反応速度差が大きい。このため、正常触媒よりも劣化触媒の方が早期に酸素吸蔵能が破綻する。その結果、図10(b)に示すように、劣化触媒の場合の酸素センサ出力がリッチ出力からリーン出力に反転した時刻t5の方が、正常触媒の場合の反転時刻t6よりも早くなる。また、酸素センサ出力の反転時刻は、触媒の劣化度合は小さい場合に比べて該劣化度合が大きい場合の方が早くなる。
[Features of Embodiment 4]
FIG. 10 is a diagram illustrating a catalyst deterioration determination method according to the fourth embodiment. Specifically, FIG. 10A is a diagram showing a change in the target air-fuel ratio, and FIG. 10B is a diagram showing a change in the oxygen sensor output accompanying a change in the target air-fuel ratio.
In the fourth embodiment, first, the target air-fuel ratio is changed in a cycle that is sufficiently shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails and that is longer than the fluctuation cycle in the first embodiment. As the target air-fuel ratio fluctuation period is longer, the amount of reducing gas flowing into the catalyst is increased, so that an environment in which oxygen is easily released from the catalyst is obtained. Then, after a lapse of a certain time from the start of the fluctuation, the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio is gradually shortened as shown in FIG. By gradually shortening the fluctuation period in this way, the amount of reducing gas flowing into the catalyst is reduced, so that an environment in which oxygen is less likely to be released from the catalyst is created. By setting such an environment, not only the deteriorated catalyst but also the normal catalyst eventually loses its oxygen storage capacity, and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst becomes the fuel lean side. However, as described above, the deterioration rate of the oxygen release reaction is larger in the deteriorated catalyst than in the normal catalyst. large. For this reason, the oxygen storage capacity breaks down earlier in the deteriorated catalyst than in the normal catalyst. As a result, as shown in FIG. 10B, the time t5 when the oxygen sensor output in the case of the deteriorated catalyst is reversed from the rich output to the lean output is earlier than the time t6 in the case of the normal catalyst. Further, the inversion time of the oxygen sensor output is earlier when the degree of deterioration of the catalyst is larger than when the degree of deterioration of the catalyst is small.

従って、本実施の形態4によれば、目標空燃比の変動周期を徐々に短くし、酸素センサ出力がリッチ出力からリーン出力に反転した時点を検出することにより、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。さらに、酸素センサ出力の反転時点に基づいて、触媒の劣化度合を精度良く検出することができる。   Therefore, according to the fourth embodiment, the deterioration period of the catalyst is accurately determined by gradually shortening the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio and detecting the time point when the oxygen sensor output is reversed from the rich output to the lean output. be able to. Furthermore, it is possible to accurately detect the degree of deterioration of the catalyst based on the inversion time of the oxygen sensor output.

[実施の形態4における具体的処理]
図11は、本実施の形態4において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。
図11に示すフローによれば、先ず、実施の形態1と同様に、ステップ100で暖機が完了していると判別され、ステップ102で触媒劣化判定制御を実行可能であると判別された場合には、目標空燃比の変動を開始する(ステップ104)。ここで、ECU50により読み込まれる変動周期eabyfrefciは、図5のフローのステップ104で読み込まれる変動周期よりも長い値である。これにより、正常触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも十分に短く、かつ、実施の形態1における変動周期よりも長い変動周期で目標空燃比が制御される。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 11 is a flowchart showing the catalyst deterioration determination control executed by the ECU 50 in the fourth embodiment.
According to the flow shown in FIG. 11, first, as in the first embodiment, it is determined that the warm-up has been completed in step 100, and it is determined in step 102 that the catalyst deterioration determination control can be executed. First, a change in the target air-fuel ratio is started (step 104). Here, the fluctuation cycle eabyfrefci read by the ECU 50 is a value longer than the fluctuation cycle read in step 104 of the flow of FIG. As a result, the target air-fuel ratio is controlled in a fluctuation cycle that is sufficiently shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails and that is longer than the fluctuation cycle in the first embodiment.

次に、実施の形態2と同様に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ114)。このステップ114で、酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒38が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯して(ステップ136)、劣化判定制御を終了する(ステップ138)。   Next, as in the second embodiment, it is determined whether or not the oxygen sensor output is fluctuating in synchronization with the fluctuation of the target air-fuel ratio (step 114). If it is determined in step 114 that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, if it is determined that the catalyst 38 is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136) and the deterioration determination control is terminated (step 138).

一方、ステップ114で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒38が異常劣化していないと判別される場合には、目標空燃比の変動開始後の積算吸入空気量egasamが設定値egasam1よりも大きいか否かを判別する(ステップ116)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasamとして読み込む。このステップ116で積算吸入空気量egasamが設定値egasam1以下であると判別された場合、つまり、触媒の状態を安定させるために必要な一定量の排気ガスが触媒に流入していないと判別された場合には、ステップ102の処理を再度実行する。   On the other hand, if it is determined in step 114 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst 38 has not abnormally deteriorated, the integrated intake air amount egasam after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio is determined. Is greater than the set value egasam1 (step 116). The ECU 50 reads the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasam. If it is determined in step 116 that the integrated intake air amount egasam is less than or equal to the set value egasam1, that is, it is determined that a certain amount of exhaust gas necessary to stabilize the state of the catalyst does not flow into the catalyst. In that case, the process of step 102 is executed again.

上記ステップ116で積算吸入空気量egasamが設定値egasam1よりも大きいと判別される場合、つまり、一定量の排気ガスが触媒に流入したと判別される場合には、触媒劣化判定制御を継続可能であるか否かが判別される(ステップ118)。このステップ118で触媒劣化判定制御を継続可能でないと判別された場合には、本制御を終了する。   If it is determined in step 116 that the integrated intake air amount egasam is greater than the set value egasam1, that is, if it is determined that a certain amount of exhaust gas has flowed into the catalyst, the catalyst deterioration determination control can be continued. It is determined whether or not there is (step 118). If it is determined in step 118 that the catalyst deterioration determination control cannot be continued, this control is terminated.

ステップ118で触媒劣化判定制御を継続可能であると判別された場合には、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも大きいか否かが判別される(ステップ120)。このステップ120では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であるか否かが判別される。このステップ120で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0以下であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であると判別された場合には、触媒の酸素吸蔵能が早期に破綻したと判断される。この場合も触媒の劣化が大きいと判断されるため、車内に設けられたチェックランプを点灯する(ステップ136)。   If it is determined in step 118 that the catalyst deterioration determination control can be continued, it is determined whether or not the oxygen sensor output gaoxs is larger than the reference value gaoxs0 (step 120). In this step 120, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side. If it is determined in step 120 that the oxygen sensor output gaoxs is less than or equal to the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side, It is judged that the occlusion ability collapsed early. Also in this case, since it is determined that the catalyst is largely deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136).

上記ステップ120で酸素センサ出力gaoxsが劣化判定基準値gaoxs0よりも大きいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であると判別された場合には、目標空燃比の変動周期eabyfrefciの減衰を開始する(ステップ150)。このステップ150において、ECU50は、予め設定された変動周期の減衰速度eabyfrefcdの値を読み込む。目標空燃比の変動周期を減衰させることにより、触媒38に流入する還元ガスの量が少なくなるため、触媒38において酸素放出反応が起こりにくい環境となる。   If it is determined in step 120 that the oxygen sensor output gaoxs is greater than the deterioration determination reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side, the target Attenuation of the air-fuel ratio fluctuation period eabyfrefci is started (step 150). In step 150, the ECU 50 reads the value of the attenuation rate eabyfrefcd having a preset fluctuation period. By attenuating the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio, the amount of reducing gas flowing into the catalyst 38 is reduced, so that an environment in which the oxygen release reaction hardly occurs in the catalyst 38 is obtained.

次に、上記ステップ114の処理と同様に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ124)。このステップ124で酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯する(ステップ136)。   Next, in the same manner as in step 114, it is determined whether or not the oxygen sensor output is changing in synchronization with the change in the target air-fuel ratio (step 124). If it is determined in step 124 that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, if it is determined that the catalyst is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136).

一方、ステップ124で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していないと判別される場合には、目標空燃比の変動周期の減衰を開始した後における酸素センサ出力gaoxsが、基準値gaoxs0よりも小さいか否かが判別される(ステップ152)。このステップ152では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であるか否かが判別される。ステップ152で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0以上であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側ではなく燃料リッチ側であると判別された場合には、目標空燃比の変動開始後の積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいか否かを判別する(ステップ128)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasamとして読み込む。このステップ128では、正常触媒であると判断できるまで目標空燃比の変動周期が十分短くなっているか否かが判別される。   On the other hand, if it is determined in step 124 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst has not deteriorated abnormally, the oxygen after the start of attenuation of the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio has started. It is determined whether or not the sensor output gaoxs is smaller than the reference value gaoxs0 (step 152). In step 152, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side. If it is determined in step 152 that the oxygen sensor output gaoxs is greater than or equal to the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is not on the fuel lean side but on the fuel rich side. Then, it is determined whether or not the integrated intake air amount egasam after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio is larger than the set value egasam0 (step 128). The ECU 50 reads the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasam. In step 128, it is determined whether or not the target air-fuel ratio fluctuation period is sufficiently short until it can be determined that the catalyst is a normal catalyst.

ステップ128で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0以下であると判別された場合、つまり、目標空燃比の変動周期が十分短くなっていないと判別された場合には、ステップ118の処理を再度実行する。
一方、ステップ128で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいと判別された場合には、目標空燃比の変動周期が十分短くなっていると判断される。すなわち、目標空燃比の変動周期が十分短いにも関わらず、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であるため、触媒の劣化度合が小さいと判断される。この場合、酸素センサ出力gaoxsが設定値gaoxs0よりも小さくなるまで待つことなく、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化するまで待つことなく、劣化判定制御を終了する(ステップ138)。
If it is determined in step 128 that the integrated intake air amount egasam is equal to or less than the set value egasam0, that is, if it is determined that the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio is not sufficiently short, the process of step 118 is executed again. To do.
On the other hand, when it is determined in step 128 that the integrated intake air amount egasam is larger than the set value egasam0, it is determined that the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio is sufficiently short. That is, it is determined that the degree of deterioration of the catalyst is small because the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel-rich side even though the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio is sufficiently short. In this case, deterioration determination is not performed without waiting until the oxygen sensor output gaoxs becomes smaller than the set value gaoxs0, that is, without waiting until the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 changes from the fuel rich side to the fuel lean side. Control is terminated (step 138).

上記ステップ152で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも小さいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であると判別された場合には、目標空燃比の変動周期の減衰を開始してから、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも小さいと判別されるまでの積算吸入空気量egasum3を算出する(ステップ154)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasum3として読み込むことができる。   If it is determined in step 152 that the oxygen sensor output gaoxs is smaller than the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side, the target air-fuel ratio The integrated intake air amount egasum3 from the start of the attenuation of the fluctuation period until the oxygen sensor output gaoxs is determined to be smaller than the reference value gaoxs0 is calculated (step 154). The ECU 50 can read the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasum3.

次に、ECU50内に予め記憶されたマップを参照して、積算吸入空気量egasum3に応じた触媒の劣化度合を算出する(ステップ156)。該マップにおいて、積算吸入空気量egasum3が小さいほど、触媒劣化度合が大きくなるように設定されている。これにより、積算吸入空気量egasum3に基づいて触媒の劣化度合を精度良く求めることができる。
さらに、積算吸入空気量egasum3が触媒劣化判定基準値egasumnよりも小さいか否かを判別する(ステップ158)。このステップ158で積算吸入空気量egasum3が触媒劣化判定基準値egasumnよりも小さいと判別された場合には、触媒が劣化していると判断される。この場合、車内に設けられたチェックランプを点灯し(ステップ136)、その後、触媒劣化判定制御を終了する(ステップ138)。
一方、ステップ158で積算吸入空気量egasum3が触媒劣化判定基準値egasumn以上であると判別された場合には、触媒の劣化が許容範囲内であると判断される。この場合、チェックランプを点灯することなく、触媒劣化判定制御を中止する(ステップ138)。
Next, referring to a map stored in advance in the ECU 50, the degree of catalyst deterioration corresponding to the integrated intake air amount egasum3 is calculated (step 156). In the map, the catalyst deterioration degree is set to be larger as the integrated intake air amount egasum3 is smaller. Thereby, the deterioration degree of the catalyst can be accurately obtained based on the integrated intake air amount egasum3.
Further, it is determined whether or not the integrated intake air amount egasum3 is smaller than the catalyst deterioration determination reference value egasumn (step 158). If it is determined in step 158 that the integrated intake air amount egasum3 is smaller than the catalyst deterioration determination reference value egasumn, it is determined that the catalyst has deteriorated. In this case, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136), and then the catalyst deterioration determination control is ended (step 138).
On the other hand, if it is determined in step 158 that the integrated intake air amount egasum3 is equal to or greater than the catalyst deterioration determination reference value egasumn, it is determined that the catalyst deterioration is within an allowable range. In this case, the catalyst deterioration determination control is stopped without turning on the check lamp (step 138).

以上説明したように、図11に示すルーチンによれば、目標空燃比の変動周期eabyfrefciを徐々に減衰させ、減衰開始から酸素センサ出力gaoxsが反転するまでの積算吸入空気量egasum3を算出し、この算出した積算吸入空気量egasum3に基づいて触媒の劣化判定を行うことができる。よって、触媒の酸素吸蔵能に基づかずに、触媒38の劣化判定を精度良く行うことができる。さらに、劣化度合の大きい触媒を精度良く検出することができる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 11, the fluctuation period eabyfrefci of the target air-fuel ratio is gradually attenuated, and the integrated intake air amount egasum3 from the start of attenuation until the oxygen sensor output gaoxs is inverted is calculated. Based on the calculated integrated intake air amount egasum3, it is possible to determine the deterioration of the catalyst. Therefore, it is possible to accurately determine the deterioration of the catalyst 38 without being based on the oxygen storage capacity of the catalyst. Furthermore, it is possible to accurately detect a catalyst having a high degree of deterioration.

尚、本実施の形態4においては、ECU50が、ステップ104,150の処理を実行することにより第4の発明における「空燃比制御手段」が、ステップ154の処理を実行することにより第4の発明における「吸入空気量演算手段」が、ステップ158の処理を実行することにより第4の発明における「触媒劣化判定手段」が、それぞれ実現されている。また、ECU50が、ステップ156の処理を実行することにより第6の発明における「触媒劣化判定手段」が実現されている。   In the fourth embodiment, when the ECU 50 executes the processing of steps 104 and 150, the “air-fuel ratio control means” in the fourth invention executes the processing of step 154, so that the fourth invention is executed. The “intake air amount calculation means” in FIG. 4 implements the “catalyst deterioration determination means” in the fourth invention by executing the processing of step 158. Further, the “catalyst deterioration determining means” according to the sixth aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the process of step 156.

実施の形態5.
次に、図12及び図13を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。本実施の形態5のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に、後述する図13に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 5 FIG.
Next, Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. 12 and FIG. The system of the fifth embodiment can be realized by causing the ECU 50 to execute a routine shown in FIG. 13 to be described later using the hardware configuration shown in FIG.

[実施の形態5の特徴]
図12は、本実施の形態5における触媒劣化判定方法を示す図である。具体的には、図12(a)は目標空燃比の変動を示す図であり、図12(b)は目標空燃比の変動に伴う酸素センサ出力の変化を示す図である。
上記実施の形態4では、目標空燃比の変動周期を徐々に短くすることにより、徐々に触媒から酸素が放出されにくい環境とし、酸素センサ出力がリッチ出力からリーン出力に反転した時点を検出した。
[Features of Embodiment 5]
FIG. 12 is a diagram illustrating a catalyst deterioration determination method according to the fifth embodiment. Specifically, FIG. 12A is a diagram showing a change in the target air-fuel ratio, and FIG. 12B is a diagram showing a change in the oxygen sensor output accompanying the change in the target air-fuel ratio.
In the fourth embodiment, the target air-fuel ratio fluctuation period is gradually shortened to make it difficult for oxygen to be gradually released from the catalyst, and the time point at which the oxygen sensor output is reversed from the rich output to the lean output is detected.

本実施の形態5では、先ず、正常触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも十分に短い周期で目標空燃比を変動させる。ここで、上記実施の形態1の変動周期よりも更に短い変動周期とすることが好適である。上述したように、目標空燃比の変動周期が短いほど、触媒に流入する還元ガスの量が少なくなるため、触媒から酸素が放出されにくい環境となる。このため、劣化触媒だけでなく正常触媒の場合も、酸素吸蔵能が破綻して、酸素センサ出力がリーン出力となる。このように酸素センサ出力がリーン出力となった後、つまり、目標空燃比の変動開始から一定時間経過後、図12(a)に示すように、目標空燃比の変動周期を徐々に長くする。このように変動周期を徐々に長くすることにより、徐々に触媒から酸素が放出されやすい環境が作り出される。よって、触媒における酸素放出反応の反応速度が徐々に高くなる。但し、正常触媒よりも劣化触媒の方が酸素放出反応の反応速度が低い、すなわち、正常触媒よりも触媒の方が酸素吸蔵反応と酸素放出反応の反応速度差が大きい。このため、劣化触媒よりも正常触媒の方が早期に酸素吸蔵能の破綻が解消する。その結果、図12(b)に示すように、正常触媒の場合の酸素センサ出力がリーン出力からリッチ出力に反転した時刻t7の方が、劣化触媒の場合の反転時刻t8よりも早くなる。また、酸素センサ出力の反転時刻は、触媒の劣化度合が大きい場合に比べて該劣化度合が小さい場合の方が早くなる。   In the fifth embodiment, first, the target air-fuel ratio is changed in a cycle sufficiently shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails. Here, it is preferable that the fluctuation cycle is shorter than that of the first embodiment. As described above, the shorter the target air-fuel ratio fluctuation period, the smaller the amount of reducing gas that flows into the catalyst, so that it becomes difficult for oxygen to be released from the catalyst. For this reason, in the case of a normal catalyst as well as a deteriorated catalyst, the oxygen storage capacity breaks down, and the oxygen sensor output becomes a lean output. Thus, after the oxygen sensor output becomes a lean output, that is, after a predetermined time has elapsed from the start of the change in the target air-fuel ratio, the change cycle of the target air-fuel ratio is gradually lengthened as shown in FIG. By gradually increasing the fluctuation period in this way, an environment in which oxygen is easily released from the catalyst is created. Therefore, the reaction rate of the oxygen releasing reaction in the catalyst is gradually increased. However, the reaction rate of the oxygen release reaction is lower in the deteriorated catalyst than in the normal catalyst, that is, the reaction rate difference between the oxygen storage reaction and the oxygen release reaction is larger in the catalyst than in the normal catalyst. For this reason, the failure of the oxygen storage capacity is resolved earlier in the normal catalyst than in the deteriorated catalyst. As a result, as shown in FIG. 12B, the time t7 when the oxygen sensor output for the normal catalyst is reversed from the lean output to the rich output is earlier than the time t8 for the deteriorated catalyst. Further, the reversal time of the oxygen sensor output is earlier when the degree of deterioration is smaller than when the degree of deterioration of the catalyst is large.

従って、本実施の形態5によれば、目標空燃比の変動周期を徐々に長くし、酸素センサ出力がリーン出力からリッチ出力になった時点を検出することにより、触媒の劣化判定を精度良く行うことができる。さらに、酸素センサ出力の反転時点に基づいて、触媒の劣化度合を精度良く検出することができる。さらに、劣化度合の大きい触媒を精度良く検出することができる。   Therefore, according to the fifth embodiment, the deterioration period of the catalyst is accurately determined by gradually increasing the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio and detecting when the oxygen sensor output changes from lean output to rich output. be able to. Furthermore, it is possible to accurately detect the degree of deterioration of the catalyst based on the inversion time of the oxygen sensor output. Furthermore, it is possible to accurately detect a catalyst having a high degree of deterioration.

[実施の形態5における具体的処理]
図13は、本実施の形態5において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。
図13に示すフローによれば、先ず、実施の形態1と同様に、ステップ100で暖機が完了していると判別され、ステップ102で触媒劣化判定制御を実行可能であると判別された場合には、目標空燃比の変動を開始する(ステップ104)。ここで、ECU50により読み込まれる変動周期eabyfrefciは、図5のフローのステップ104で読み込まれる変動周期よりも短い値である。これにより、実施の形態1における変動周期よりも短い変動周期で目標空燃比が制御される。
[Specific Processing in Embodiment 5]
FIG. 13 is a flowchart showing the catalyst deterioration determination control executed by the ECU 50 in the fifth embodiment.
According to the flow shown in FIG. 13, first, similarly to the first embodiment, when it is determined in step 100 that the warm-up has been completed, and in step 102, it is determined that the catalyst deterioration determination control can be executed. First, a change in the target air-fuel ratio is started (step 104). Here, the fluctuation cycle eabyfrefci read by the ECU 50 is a value shorter than the fluctuation cycle read in step 104 of the flow of FIG. Thereby, the target air-fuel ratio is controlled with a fluctuation cycle shorter than the fluctuation cycle in the first embodiment.

次に、実施の形態2と同様に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ114)。このステップ114で、酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯して(ステップ136)、劣化判定制御を終了する(ステップ138)。一方、ステップ114で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していないと判別される場合には、目標空燃比の変動開始後の積算吸入空気量egasamが設定値egasam1よりも大きいか否かを判別する(ステップ116)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasamとして読み込む。このステップ116で積算吸入空気量egasamが設定値egasam1以下であると判別された場合、つまり、触媒の状態を安定させるために必要な一定量の排気ガスが触媒に流入していないと判別された場合には、ステップ102の処理を再度実行する。   Next, as in the second embodiment, it is determined whether or not the oxygen sensor output is fluctuating in synchronization with the fluctuation of the target air-fuel ratio (step 114). If it is determined in step 114 that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, if it is determined that the catalyst is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136). ), And the deterioration determination control is terminated (step 138). On the other hand, if it is determined in step 114 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst has not abnormally deteriorated, the accumulated intake air amount egasam after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio is calculated. It is determined whether or not it is larger than the set value egasam1 (step 116). The ECU 50 reads the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasam. If it is determined in step 116 that the integrated intake air amount egasam is less than or equal to the set value egasam1, that is, it is determined that a certain amount of exhaust gas necessary to stabilize the state of the catalyst does not flow into the catalyst. In that case, the process of step 102 is executed again.

上記ステップ116で積算吸入空気量egasamが設定値egasam1よりも大きいと判別される場合、つまり、一定量の排気ガスが触媒に流入したと判別される場合には、触媒劣化判定制御を継続可能であるか否かが判別される(ステップ118)。このステップ118で触媒劣化判定制御を継続可能でないと判別された場合には、本制御を終了する。   When it is determined in step 116 that the integrated intake air amount egasam is larger than the set value egasam1, that is, when it is determined that a certain amount of exhaust gas has flowed into the catalyst, the catalyst deterioration determination control can be continued. It is determined whether or not there is (step 118). If it is determined in step 118 that the catalyst deterioration determination control cannot be continued, this control is terminated.

ステップ118で触媒劣化判定制御を継続可能であると判別された場合には、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも小さいか否かが判別される(ステップ121)。このステップ121では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であるか否かが判別される。ここで、上記ステップ104において短い変動周期に設定されているため、触媒において酸素放出反応が非常に起こりにくい環境が作り出されている。よって、通常は、劣化触媒だけでなく正常触媒である場合も、触媒における酸素放出反応の反応が大幅に低下するため、触媒を流通した排気ガスの空燃比は燃料リーン側となり、酸素センサ出力gaoxsは基準値gaoxs0よりも小さくなる。このステップ121で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0以上であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であると判別された場合には、該空燃比を燃料リーン側に反転させるためにステップ102の処理を再度実行する。   If it is determined in step 118 that the catalyst deterioration determination control can be continued, it is determined whether or not the oxygen sensor output gaoxs is smaller than the reference value gaoxs0 (step 121). In this step 121, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side. Here, since a short fluctuation period is set in step 104, an environment in which the oxygen releasing reaction hardly occurs in the catalyst is created. Therefore, normally, even in the case of a normal catalyst as well as a deteriorated catalyst, the reaction of the oxygen release reaction in the catalyst is greatly reduced, so the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst becomes the fuel lean side, and the oxygen sensor output gaoxs Is smaller than the reference value gaoxs0. If it is determined in step 121 that the oxygen sensor output gaoxs is greater than or equal to the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side, the air-fuel ratio Is executed again to reverse the fuel to the fuel lean side.

上記ステップ121で酸素センサ出力gaoxsが劣化判定基準値gaoxs0よりも小さいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であると判別された場合には、目標空燃比の変動周期eabyfrefciの増幅を開始する(ステップ160)。このステップ160において、ECU50は、予め設定された変動周期の増幅速度eabyfrefcuの値を読み込む。目標空燃比の変動周期を増幅させることにより、触媒38に流入する還元ガスの量が多くなるため、触媒38において酸素放出反応が起こりやすい環境となる。   If it is determined in step 121 that the oxygen sensor output gaoxs is smaller than the deterioration determination reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side, the target Amplification of the air-fuel ratio fluctuation period eabyfrefci is started (step 160). In step 160, the ECU 50 reads the value of the amplification speed eabyfrefcu having a preset fluctuation period. By amplifying the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio, the amount of reducing gas flowing into the catalyst 38 increases, so that an environment in which oxygen release reaction is likely to occur in the catalyst 38 is obtained.

次に、上記ステップ114の処理と同様に、目標空燃比の変動に同期して、酸素センサ出力が変動しているか否かを判別する(ステップ124)。このステップ124で酸素センサ出力が変動していると判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していると判別される場合には、車内に設けられたチェックランプを点灯する(ステップ136)。   Next, in the same manner as in step 114, it is determined whether or not the oxygen sensor output is changing in synchronization with the change in the target air-fuel ratio (step 124). If it is determined in step 124 that the oxygen sensor output is fluctuating, that is, if it is determined that the catalyst is abnormally deteriorated, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136).

一方、ステップ124で酸素センサ出力が変動していないと判別される場合、つまり、触媒が異常劣化していないと判別される場合には、目標空燃比の変動周期の増幅を開始した後における酸素センサ出力gaoxsが、基準値gaoxs0よりも大きいか否かが判別される(ステップ162)。このステップ162では、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であるか否かが判別される。ステップ152で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0以下であると判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側ではなく燃料リーン側であると判別された場合には、目標空燃比の変動開始後の積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいか否かを判別する(ステップ128)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasamとして読み込む。このステップ128では、触媒が劣化していると判断できるまで目標空燃比の変動周期が十分長くなっているか否かが判別される。   On the other hand, if it is determined in step 124 that the oxygen sensor output has not fluctuated, that is, if it is determined that the catalyst has not deteriorated abnormally, the oxygen after the amplification of the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio has started. It is determined whether or not the sensor output gaoxs is larger than the reference value gaoxs0 (step 162). In step 162, it is determined whether or not the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side. If it is determined in step 152 that the oxygen sensor output gaoxs is less than or equal to the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is not the fuel rich side but the fuel lean side. Then, it is determined whether or not the integrated intake air amount egasam after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio is larger than the set value egasam0 (step 128). The ECU 50 reads the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasam. In step 128, it is determined whether or not the target air-fuel ratio fluctuation period is sufficiently long until it can be determined that the catalyst has deteriorated.

ステップ128で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0以下であると判別された場合、つまり、目標空燃比の変動周期が十分長くなっていないと判別された場合には、ステップ118の処理を再度実行する。
一方、ステップ128で積算吸入空気量egasamが設定値egasam0よりも大きいと判別された場合には、目標空燃比の変動周期が十分長くなっていると判断される。すなわち、目標空燃比の変動周期が十分長いにも関わらず、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側であるため、触媒の劣化度合が大きいと判断される。この場合、酸素センサ出力gaoxsが設定値gaoxs0よりも大きくなるまで待つことなく、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リーン側から燃料リッチ側に変化するまで待つことなく、車内に設けられたチェックランプを点灯して(ステップ136)、劣化判定制御を終了する(ステップ138)。
If it is determined in step 128 that the integrated intake air amount egasam is equal to or less than the set value egasam0, that is, if it is determined that the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio is not sufficiently long, the process of step 118 is executed again. To do.
On the other hand, if it is determined in step 128 that the accumulated intake air amount egasam is larger than the set value egasam0, it is determined that the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio is sufficiently long. That is, although the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio is sufficiently long, it is determined that the degree of deterioration of the catalyst is large because the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel lean side. In this case, without waiting until the oxygen sensor output gaoxs becomes larger than the set value gaoxs0, that is, without waiting until the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 changes from the fuel lean side to the fuel rich side, The provided check lamp is turned on (step 136), and the deterioration determination control is terminated (step 138).

上記ステップ162で酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも大きいと判別された場合、つまり、触媒38を流通した排気ガスの空燃比が燃料リッチ側であると判別された場合には、目標空燃比の変動周期の増幅を開始してから、酸素センサ出力gaoxsが基準値gaoxs0よりも大きいと判別されるまでの積算吸入空気量egasum4を算出する(ステップ164)。ECU50は、別ルーチンで積算された空気量を積算吸入空気量egasum4として読み込むことができる。   If it is determined in step 162 that the oxygen sensor output gaoxs is larger than the reference value gaoxs0, that is, if it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the catalyst 38 is on the fuel rich side, the target air-fuel ratio is determined. The integrated intake air amount egasum4 is calculated from the start of amplification of the fluctuation period until the oxygen sensor output gaoxs is determined to be larger than the reference value gaoxs0 (step 164). The ECU 50 can read the air amount integrated in another routine as the integrated intake air amount egasum4.

次に、ECU50内に予め記憶されたマップを参照して、積算吸入空気量egasum4に応じた触媒の劣化度合を算出する(ステップ166)。該マップにおいて、積算吸入空気量egasum4が大きいほど、触媒劣化度合が大きくなるように設定されている。これにより、積算吸入空気量egasum4に基づいて触媒の劣化度合を精度良く求めることができる。
さらに、積算吸入空気量egasum4が触媒劣化判定基準値egasumnよりも大きいか否かを判別する(ステップ168)。このステップ168で積算吸入空気量egasum4が触媒劣化判定基準値egasumnよりも大きいと判別された場合には、触媒の劣化が大きいと判断される。この場合、車内に設けられたチェックランプを点灯し(ステップ136)、その後、触媒劣化判定制御を終了する(ステップ138)。
一方、ステップ168で積算吸入空気量egasum4が触媒劣化判定基準値egasumn以下であると判別された場合には、触媒の劣化が許容範囲内であると判断される。この場合、チェックランプを点灯することなく、触媒劣化判定制御を中止する(ステップ138)。
Next, referring to a map stored in advance in the ECU 50, the degree of deterioration of the catalyst corresponding to the integrated intake air amount egasum4 is calculated (step 166). In the map, the degree of catalyst deterioration is set to increase as the integrated intake air amount egasum4 increases. Thereby, the deterioration degree of the catalyst can be accurately obtained based on the integrated intake air amount egasum4.
Further, it is determined whether or not the integrated intake air amount egasum4 is larger than the catalyst deterioration determination reference value egasumn (step 168). If it is determined in step 168 that the integrated intake air amount egasum4 is larger than the catalyst deterioration determination reference value egasumn, it is determined that the catalyst is largely deteriorated. In this case, a check lamp provided in the vehicle is turned on (step 136), and then the catalyst deterioration determination control is ended (step 138).
On the other hand, if it is determined in step 168 that the integrated intake air amount egasum4 is equal to or less than the catalyst deterioration determination reference value egasumn, it is determined that the catalyst deterioration is within an allowable range. In this case, the catalyst deterioration determination control is stopped without turning on the check lamp (step 138).

以上説明したように、図13に示すルーチンによれば、目標空燃比の変動周期eabyfrefciを徐々に増幅させ、増幅開始から酸素センサ出力gaoxsが反転するまでの積算吸入空気量egasum4を算出し、この算出した積算吸入空気量egasum4に基づいて触媒38の劣化判定を行うことができる。よって、触媒の酸素吸蔵能を算出する必要がないため、触媒38の劣化判定を精度良く判定することができる。さらに、劣化度合の大きい触媒を精度良く検出することができる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 13, the fluctuation period eabyfrefci of the target air-fuel ratio is gradually amplified to calculate the integrated intake air amount egasum4 from the start of amplification until the oxygen sensor output gaoxs is inverted. The deterioration determination of the catalyst 38 can be performed based on the calculated integrated intake air amount egasum4. Therefore, since it is not necessary to calculate the oxygen storage capacity of the catalyst, the deterioration determination of the catalyst 38 can be accurately determined. Furthermore, it is possible to accurately detect a catalyst having a high degree of deterioration.

尚、本実施の形態5においては、ECU50が、ステップ104,160の処理を実行することにより第5の発明における「空燃比制御手段」が、ステップ164の処理を実行することにより第5の発明における「吸入空気量演算手段」が、ステップ168の処理を実行することにより第5の発明における「触媒劣化判定手段」が、それぞれ実現されている。また、ECU50が、ステップ166の処理を実行することにより第7の発明における「触媒劣化判定手段」が実現されている。   In the fifth embodiment, when the ECU 50 executes the processing of steps 104 and 160, the “air-fuel ratio control means” in the fifth invention executes the processing of step 164. The “intake air amount calculation means” in step 168 executes the processing of step 168, thereby realizing the “catalyst deterioration determination means” in the fifth aspect of the invention. Further, the “catalyst deterioration determining means” according to the seventh aspect of the present invention is realized by the ECU 50 executing the processing of step 166.

本発明の実施の形態1による内燃機関システムの構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of an internal combustion engine system according to Embodiment 1 of the present invention. 触媒における酸素吸蔵反応及び酸素放出反応を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the oxygen storage reaction and oxygen release reaction in a catalyst. 目標空燃比の変動周期と、目標空燃比の変動開始から所定時間経過後の酸素センサ出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fluctuation | variation period of a target air fuel ratio, and the oxygen sensor output after predetermined time progress from the fluctuation | variation start of a target air fuel ratio. 本発明の実施の形態1における触媒劣化判定方法を示す図である。It is a figure which shows the catalyst degradation determination method in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。In Embodiment 1 of this invention, it is a flowchart which shows the catalyst deterioration determination control which ECU50 performs. 本発明の実施の形態2における触媒劣化判定方法を示す図である。It is a figure which shows the catalyst degradation determination method in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。In Embodiment 2 of this invention, it is a flowchart which shows the catalyst deterioration determination control which ECU50 performs. 本発明の実施の形態3における触媒劣化判定方法を示す図である。It is a figure which shows the catalyst degradation determination method in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。In Embodiment 3 of this invention, it is a flowchart which shows the catalyst deterioration determination control which ECU50 performs. 本発明の実施の形態4における触媒劣化判定方法を示す図である。It is a figure which shows the catalyst degradation determination method in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。In Embodiment 4 of this invention, it is a flowchart which shows the catalyst deterioration determination control which ECU50 performs. 本発明の実施の形態5における触媒劣化判定方法を示す図である。It is a figure which shows the catalyst degradation determination method in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5において、ECU50が実行する触媒劣化判定制御を示すフローチャートである。In Embodiment 5 of this invention, it is a flowchart which shows the catalyst deterioration determination control which ECU50 performs. 触媒の酸素吸蔵反応に伴う温度変化を示す図である。It is a figure which shows the temperature change accompanying the oxygen storage reaction of a catalyst.

符号の説明Explanation of symbols

2 ピストン
4 シリンダブロック
6 水温センサ
8 シリンダヘッド
10 燃焼室
12 点火プラグ
14 吸気ポート
16 吸気バルブ
18 インジェクタ
20 吸気通路
22 エアクリーナ
24 エアフロメータ
26 スロットルバルブ
27 スロットルセンサ
28 サージタンク
30 排気ポート
32 排気バルブ
34 排気通路
36 空燃比センサ
38 触媒
40 酸素センサ
42 触媒温度センサ
44 クランク角センサ
46 クランク軸
50 ECU(Electronic Control Unit)
2 Piston 4 Cylinder block 6 Water temperature sensor 8 Cylinder head 10 Combustion chamber 12 Spark plug 14 Intake port 16 Intake valve 18 Injector 20 Intake passage 22 Air cleaner 24 Air flow meter 26 Throttle valve 27 Throttle sensor 28 Surge tank 30 Exhaust port 32 Exhaust valve 34 Exhaust Passage 36 Air-fuel ratio sensor 38 Catalyst 40 Oxygen sensor 42 Catalyst temperature sensor 44 Crank angle sensor 46 Crankshaft 50 ECU (Electronic Control Unit)

Claims (8)

内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチ側の値を中心として燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段と、
前記目標空燃比の変動開始から所定時間が経過するまでに、前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リーン側であると検出された場合に前記触媒が劣化していると判定する触媒劣化判定手段とを備えたことを特徴とする触媒劣化判定装置。
A catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
The target air-fuel ratio of the exhaust gas is changed alternately between the fuel-rich side and the fuel-lean side around the fuel-rich side of the stoichiometric air-fuel ratio in a cycle shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails. Air-fuel ratio control means;
Catalyst deterioration determination means for determining that the catalyst has deteriorated when the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio is on the fuel lean side before a predetermined time elapses after the start of fluctuation of the target air-fuel ratio; A catalyst deterioration determination device comprising:
内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチ側の値を中心として燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段であって、該目標空燃比の変動開始してから前記空燃比が燃料リッチ側であると検出された場合に、該目標空燃比の変動幅を徐々に小さく変更する空燃比制御手段と、
前記目標空燃比の変動を開始してから前記変動幅の変更を開始するまでの間に所定時間が経過しても、前記空燃比が燃料リーン側であると検出された場合に、前記触媒が劣化していると判定する判定手段と、
前記変動幅の変更を開始してから前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化したと検出されるまでの間に、前記内燃機関に吸入された空気量を演算する吸入空気量演算手段と、
前記吸入空気量演算手段により演算された空気量が少ないほど、前記触媒の劣化度合が大きいと判定する触媒劣化判定手段とを備えたことを特徴とする触媒劣化判定装置。
A catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
The target air-fuel ratio of the exhaust gas is changed alternately between the fuel-rich side and the fuel-lean side around the fuel-rich side of the stoichiometric air-fuel ratio in a cycle shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails. a air-fuel ratio control means, the air-fuel ratio the air-fuel ratio from the start of the variation of the target air-fuel ratio when it is detected that the fuel-rich side, and gradually decreased to change the fluctuation band of the target air-fuel ratio Control means;
Even if a predetermined time elapses between the start of the change in the target air-fuel ratio and the start of the change in the change range, the catalyst is detected when the air-fuel ratio is detected to be on the fuel lean side. A determination means for determining that the deterioration has occurred;
Intake air for calculating the amount of air taken into the internal combustion engine after the change of the fluctuation range is started and until the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio has changed from the fuel rich side to the fuel lean side A quantity calculation means;
A catalyst deterioration determination device, comprising: catalyst deterioration determination means for determining that the degree of deterioration of the catalyst is greater as the amount of air calculated by the intake air amount calculation means is smaller .
内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチ側の値を中心として燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段であって、該目標空燃比を前記空燃比が燃料リーン側となる変動幅で変動させた後に、該目標空燃比の変動幅を徐々に大きく変更する空燃比制御手段と、
前記変動幅の変更を開始してから前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リーン側から燃料リッチ側に変化したと検出されるまでの間に、内燃機関に吸入された空気量を演算する吸入空気量演算手段と、
前記吸入空気量演算手段により演算された空気量が多いほど、前記触媒の劣化度合が大きいと判定する触媒劣化判定手段とを備え
前記触媒劣化判定手段は、前記変動幅の変更を開始してから所定時間が経過しても、前記空燃比が燃料リーン側であると検出された場合に、前記触媒の劣化度合が大きいと判定する構成としたことを特徴とする触媒劣化判定装置。
A catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
The target air-fuel ratio of the exhaust gas is changed alternately between the fuel-rich side and the fuel-lean side around the fuel-rich side of the stoichiometric air-fuel ratio in a cycle shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails. Air-fuel ratio control means, wherein after changing the target air-fuel ratio by a fluctuation range in which the air-fuel ratio becomes the fuel lean side, the air-fuel ratio control means that gradually changes the fluctuation range of the target air-fuel ratio;
Intake air amount for calculating the amount of air taken into the internal combustion engine after the start of change of the fluctuation range until the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio has changed from the fuel lean side to the fuel rich side Computing means;
Catalyst deterioration determination means for determining that the degree of deterioration of the catalyst is larger as the amount of air calculated by the intake air amount calculation means is larger ;
The catalyst deterioration determining means determines that the degree of deterioration of the catalyst is large when it is detected that the air-fuel ratio is on the fuel lean side even after a predetermined time has elapsed since the start of the change of the fluctuation range. A catalyst deterioration determination device, characterized in that it is configured to perform.
内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を理論空燃比よりも燃料リッチ側の値を中心として燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段であって、該目標空燃比の変動開始してから前記空燃比が燃料リッチ側であると検出された場合に、該目標空燃比の変動周期を徐々に小さく変更する空燃比制御手段と、
前記目標空燃比の変動を開始してから前記変動周期の変更を開始するまでの間に所定時間が経過しても、前記空燃比が燃料リーン側であると検出された場合に、前記触媒が劣化していると判定する判定手段と、
前記変動周期の変更を開始してから前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リッチ側から燃料リーン側に変化したと検出されるまでの間に、前記内燃機関に吸入された空気量を演算する吸入空気量演算手段と、
前記吸入空気量演算手段により演算された空気量が少ないほど、前記触媒の劣化度合が大きいと判定する触媒劣化判定手段とを備えたことを特徴とする触媒劣化判定装置。
A catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
The target air-fuel ratio of the exhaust gas is changed alternately between the fuel-rich side and the fuel-lean side around the fuel-rich side of the stoichiometric air-fuel ratio in a cycle shorter than the cycle in which the oxygen storage capacity of the normal catalyst fails. a air-fuel ratio control means, the air-fuel ratio the air-fuel ratio from the start of the variation of the target air-fuel ratio when it is detected that the fuel-rich side, and gradually decreased to change the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio Control means;
Even if a predetermined time elapses between the start of the change of the target air-fuel ratio and the start of change of the change cycle, the catalyst is detected when the air-fuel ratio is detected to be on the fuel lean side. A determination means for determining that the deterioration has occurred;
Intake air for calculating the amount of air taken into the internal combustion engine between the start of change of the fluctuation period and the time when the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio has changed from the fuel rich side to the fuel lean side A quantity calculation means;
A catalyst deterioration determination device, comprising: catalyst deterioration determination means for determining that the degree of deterioration of the catalyst is greater as the amount of air calculated by the intake air amount calculation means is smaller .
内燃機関の排気通路に設けられた触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置であって、
前記触媒の下流に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチ側であるか又は燃料リーン側であるかを検出する排気ガスセンサと、
正常な触媒の酸素吸蔵能が破綻する周期よりも短い周期で、排気ガスの目標空燃比を燃料リッチ側と燃料リーン側とに交互に変動させる空燃比制御手段であって、該目標空燃比を前記空燃比が燃料リーン側となる変動周期で変動させた後に、該目標空燃比の変動周期を徐々に大きく変更する空燃比制御手段と、
前記変動周期の変更を開始してから前記排気ガスセンサにより空燃比が燃料リーン側から燃料リッチ側に変化したと検出されるまでの間に、前記内燃機関に吸入された空気量を演算する吸入空気量演算手段と、
前記吸入空気量演算手段により演算された空気量が多いほど、前記触媒の劣化度合が大きいと判定する触媒劣化判定手段とを備え
前記触媒劣化判定手段は、前記変動周期の変更を開始してから所定時間が経過しても、前記空燃比が燃料リーン側であると検出された場合に、前記触媒の劣化度合が大きいと判定する構成としたことを特徴とする触媒劣化判定装置。
A catalyst deterioration determination device for determining deterioration of a catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine,
An exhaust gas sensor that is provided downstream of the catalyst and detects whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is a fuel rich side or a fuel lean side of the stoichiometric air fuel ratio;
In a period shorter than the period of the oxygen storage capacity of a normal catalyst is collapse, the target air-fuel ratio of the exhaust gas to a fuel ratio control means for varying alternately and fuel-rich side and the fuel lean side, the target air-fuel ratio Air-fuel ratio control means for gradually changing the fluctuation cycle of the target air-fuel ratio after the air-fuel ratio has been fluctuated in a fluctuation cycle on the fuel lean side ;
Intake air for calculating the amount of air sucked into the internal combustion engine after the change of the fluctuation period is started and until the exhaust gas sensor detects that the air-fuel ratio has changed from the fuel lean side to the fuel rich side A quantity calculation means;
Catalyst deterioration determination means for determining that the degree of deterioration of the catalyst is larger as the amount of air calculated by the intake air amount calculation means is larger ;
The catalyst deterioration determination means determines that the degree of deterioration of the catalyst is large when it is detected that the air-fuel ratio is on the fuel lean side even after a predetermined time has elapsed since the start of the change of the fluctuation cycle. A catalyst deterioration determination device, characterized in that it is configured to perform.
請求項に記載の触媒劣化判定装置において、
前記触媒劣化判定手段は、前記変動幅の変更を開始してから所定時間経過後に、前記排気ガスセンサにより検出された空燃比が燃料リッチ側である場合には、前記触媒の劣化度合は小さいと判定するものであることを特徴とする触媒劣化判定装置。
In the catalyst deterioration determination apparatus according to claim 2 ,
The catalyst deterioration determining means determines that the degree of deterioration of the catalyst is small when the air-fuel ratio detected by the exhaust gas sensor is on the fuel rich side after a predetermined time has elapsed since the change of the fluctuation range was started. A catalyst deterioration determination device characterized by comprising:
請求項4に記載の触媒劣化判定装置において、In the catalyst deterioration determination apparatus according to claim 4,
前記触媒劣化判定手段は、前記変動周期の変更を開始してから所定時間経過後に、前記排気ガスセンサにより検出された空燃比が燃料リッチ側である場合には、前記触媒の劣化度合は小さいと判定するものであることを特徴とする触媒劣化判定装置。The catalyst deterioration determining means determines that the degree of deterioration of the catalyst is small when the air-fuel ratio detected by the exhaust gas sensor is on the fuel rich side after a predetermined time has elapsed since the change period was started. A catalyst deterioration determination device characterized by comprising:
請求項1からの何れかに記載の触媒劣化判定装置において、
前記空燃比制御手段は、前記内燃機関に吸入される空気量が所定値以下である場合に、前記目標空燃比を変動させるものであることを特徴とする触媒劣化判定装置。
In the catalyst deterioration determination apparatus according to any one of claims 1 to 7 ,
The catalyst deterioration determination device, wherein the air-fuel ratio control means changes the target air-fuel ratio when the amount of air taken into the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined value.
JP2005142319A 2005-05-16 2005-05-16 Catalyst deterioration judgment device Expired - Fee Related JP4449818B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005142319A JP4449818B2 (en) 2005-05-16 2005-05-16 Catalyst deterioration judgment device
US11/432,404 US8074441B2 (en) 2005-05-16 2006-05-12 Apparatus and method for determining catalyst degradation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005142319A JP4449818B2 (en) 2005-05-16 2005-05-16 Catalyst deterioration judgment device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006316752A JP2006316752A (en) 2006-11-24
JP4449818B2 true JP4449818B2 (en) 2010-04-14

Family

ID=37417754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005142319A Expired - Fee Related JP4449818B2 (en) 2005-05-16 2005-05-16 Catalyst deterioration judgment device

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8074441B2 (en)
JP (1) JP4449818B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2479394B1 (en) 2009-08-26 2016-11-16 Nissan Motor Co., Ltd. EXHAUST GAS PURIFYING DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR DETERMINING NOx PURIFYING CATALYST DETERIORATION
US9790873B2 (en) * 2010-05-28 2017-10-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine
DE102013010562A1 (en) * 2013-06-25 2015-01-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for determining a HC conversion capability of a catalytic converter, diagnostic device configured for carrying out the method and motor vehicle with such a device
US12012882B1 (en) * 2023-06-27 2024-06-18 Fca Us Llc Vehicle bypass catalyst diagnostic system

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2984312B2 (en) * 1990-04-11 1999-11-29 日本特殊陶業株式会社 Method for measuring catalyst purification rate using air-fuel ratio sensor and method for detecting its deterioration time
US5077970A (en) * 1990-06-11 1992-01-07 Ford Motor Company Method of on-board detection of automotive catalyst degradation
JP2943433B2 (en) * 1990-08-24 1999-08-30 株式会社デンソー Catalyst purification rate detector
JPH0726580B2 (en) * 1990-11-20 1995-03-29 トヨタ自動車株式会社 Device for determining catalyst deterioration of internal combustion engine
JPH0598947A (en) * 1991-10-11 1993-04-20 Toyota Motor Corp Device for discriminating catalyst deterioration of internal combustion engine
JP2626384B2 (en) * 1991-12-16 1997-07-02 トヨタ自動車株式会社 Catalyst deterioration determination device
JP2861623B2 (en) 1992-05-13 1999-02-24 日産自動車株式会社 Catalyst deterioration diagnosis device for internal combustion engine
JPH07103039A (en) 1993-10-12 1995-04-18 Nippondenso Co Ltd Detector for degraded condition of catalyst
JPH06129285A (en) 1992-10-20 1994-05-10 Honda Motor Co Ltd Air-fuel ratio control device of internal combustion engine
JP3218747B2 (en) 1992-11-20 2001-10-15 トヨタ自動車株式会社 Catalyst deterioration degree detection device
FR2702516B1 (en) * 1993-03-12 1995-06-02 Siemens Automotive Sa Method for monitoring the efficiency of a heated catalytic converter, for the treatment of exhaust gases from an internal combustion engine.
JP3321477B2 (en) * 1993-04-09 2002-09-03 株式会社日立製作所 Diagnostic device for exhaust gas purification device
EP1184548B1 (en) * 1995-10-26 2005-04-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration detection device for internal combustion engine
JP3823384B2 (en) 1996-07-29 2006-09-20 マツダ株式会社 Engine catalyst deterioration judgment device
JP2001098981A (en) * 1999-09-30 2001-04-10 Toyota Motor Corp Device for determining catalyst deterioration for internal combustion engine
JP3962892B2 (en) 2000-10-26 2007-08-22 三菱自動車工業株式会社 Exhaust purification device
JP3963130B2 (en) * 2002-06-27 2007-08-22 トヨタ自動車株式会社 Catalyst deterioration judgment device
JP2004169607A (en) 2002-11-19 2004-06-17 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
JP4016905B2 (en) * 2003-08-08 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
JP4348543B2 (en) 2004-08-24 2009-10-21 三菱電機株式会社 Catalyst degradation detector
JP4198718B2 (en) * 2006-04-03 2008-12-17 本田技研工業株式会社 Air-fuel ratio control device for internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
US8074441B2 (en) 2011-12-13
US20060254257A1 (en) 2006-11-16
JP2006316752A (en) 2006-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4537417B2 (en) NOx sensor abnormality diagnosis device
JP4497132B2 (en) Catalyst degradation detector
US6357224B1 (en) Engine exhaust gas purifying apparatus
JP5176911B2 (en) Cetane number determination device
JP3759567B2 (en) Catalyst degradation state detection device
JP4380574B2 (en) Oxygen storage capacity calculation device
JP4449818B2 (en) Catalyst deterioration judgment device
JP4363433B2 (en) Exhaust purification equipment
JP4636273B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2008255952A (en) Sulfur concentration detection device of internal combustion engine
JP4101133B2 (en) Self-diagnosis device for air-fuel ratio control device of internal combustion engine
JP6995154B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US20050050879A1 (en) Computer readable storage medium with instructions for monitoring catalytic device
JP5673797B2 (en) Catalyst deterioration judgment system
JP4411755B2 (en) Exhaust purification catalyst deterioration state diagnosis device
JP2003041991A (en) Catalyst deterioration diagnosing device for engine
JP4635365B2 (en) Exhaust purification catalyst deterioration judgment device
JP6809004B2 (en) Internal combustion engine
JP2008038645A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2009108681A (en) Abnormality diagnostic device for exhaust gas sensor
JP3975436B2 (en) Abnormality diagnosis device for exhaust gas sensor
JP2008157036A (en) Control device of internal combustion engine
JP2006233781A (en) Catalyst diagnostic device for internal combustion engine
JP4363131B2 (en) Power output device
JP2008002440A (en) Abnormality determination device for exhaust gas concentration sensor of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090728

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090917

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100105

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100118

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140205

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees